JPH04222285A - 古紙再生用脱墨剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新聞、情報用紙、雑誌、
書籍等の古紙再生時に用いられる脱墨剤に関する。更に
詳しくは、新聞、情報用紙、雑誌、書籍等をフローテー
ション方式及びフローテーション並びに水洗折衷方式で
脱墨する場合に、高白色度で残インキ数の少ない脱墨パ
ルプを製造できる、インキ捕集性、凝集性、インキ剥離
性の優れた脱墨剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】新聞、雑誌等印刷古紙の再生利用は古く
から行われてきているが、特に最近脱墨パルプの高度利
用が促進される一方、製紙コストの低廉化を図るため、
古紙の有効利用はますます重要性を増してきている。

【０００３】古紙再生利用は、省エネルギー対策、都市
ゴミ対策、森林資源保護対策の観点から見ても利点が多
い。

【０００４】一方、最近の古紙は印刷技術・印刷方式の
変化、印刷インキ成分の変化等、脱墨という観点から見
ると一層厳しい条件下になりつつあり、より以上脱墨を
促進させるため装置にも改良が加えられてきている。

【０００５】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し
た分散系脱墨剤（主に非イオン系界面活性剤）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
ことを目的とした凝集系脱墨剤とがある。

【０００６】これら古紙再生用脱墨剤として使用されて
いる従来公知の化学物資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、α−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
陰イオン系界面活性剤、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
オキサイド付加物等の非イオン系界面活性剤、アミンオ
キサイド、アルキルベタイン等の両性イオン系界面活性
剤等が挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の化学物質およびその配合物等では、フローテーション
工程での脱墨効率は必ずしも高くなく、高白色度かつ低
残インキの再生紙を得るという要求に対しては必ずしも
満足できうるものではない。

【０００８】特に常温で固体の脂肪酸を用いた場合、凝
集性は優れているが、未剥離インキ（いわゆるヒゲ）が
発生しやすく、溶融するためのエネルギー費用が非常に
高い。

【０００９】また、脂肪酸の塩をそのままの形あるいは
水溶液の形で添加した場合には再生パルプの白色度が劣
り、さらに常温で液体の脂肪酸を用いた場合には、起泡
剤として用いる界面活性剤の泡立ちを抑制し、離脱した
インキを十分に系外に除去できないため、再生パルプの
白色度が上がらないという問題があった。

【００１０】さらに、通常の非イオン系界面活性剤はイ
ンキの分散力、洗浄力および起泡力には優れているが、
インキの凝集力に劣るため、必ずしも再生パルプの白色
度が上らないという問題がある。

【００１１】このように古紙離解工程における紙からの
インキの剥離性、凝集性、フローテーション工程での高
起泡性および高インキ捕集性のすべてを兼ね備えた化学
物質は見出されておらず、ある特定の化学物質の２種類
以上を併用又は配合使用する方法が一般的である。しか
し、この配合物を用いた脱墨方法にしてもある程度の効
果は認められるものの、必ずしも満足のいく方法とは言
えない。

【００１２】さらに、最近のように脱墨パルプの用途拡
大、配合比率の増大に伴って、古紙から離脱していない
未剥離インキ（ヒゲ）の存在が問題になりつつあり、ま
た、トナーが使われている情報用紙古紙等難脱墨古紙が
増加している現在、よりインキ離脱性に優れた脱墨剤の
開発が要望されている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記欠点のない脱墨剤を見い出すべく鋭意研究した結果
、本発明を完成した。

【００１４】即ち、本発明に係る古紙再生用脱墨剤は、
少なくとも下記Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分を含有してなる
ことを特徴とする。（Ａ成分）下記一般式〔１〕で表さ
れる化合物

【００１５】

【化２】 ［式中、Ｒ１　は炭素数５〜３０のアルキル基またはア
ルケニル基であり、ｈ，ｉ，ｊ，ｋは平均付加モル数を
示し、ｈ，ｉは０〜３０、ｊ，ｋは０〜２０である。た
だし、ｈ，ｉ，ｊ，ｋは同時に０であることはない。］
（Ｂ成分）下記一般式〔２〕及び／又は一般式〔３〕で
表される化合物 一般式〔２〕 　　　　　　　　Ｒ２　−ＣＯＯ（Ｃ２　Ｈ４　Ｏ）ｍ
　（Ｃ３　Ｈ６　Ｏ）ｎ　ＯＣ−Ｒ３　［式中、Ｒ２　
及びＲ３　は同一でも異なってもよく、炭素数６〜２１
のアルキル基またはアルケニル基であり、ｍ，ｎは平均
付加モル数を示し、ｍは８〜４５０、　ｎは０〜１００
である。］ 一般式〔３〕 　　　　　　　　Ｒ４　−ＣＯＯ（Ｃ２　Ｈ４　Ｏ）ａ
　（Ｃ３　Ｈ６　Ｏ）ｂ　Ｈ［式中、Ｒ４　は炭素数６
〜２１のアルキル基またはアルケニル基であり、ａ，ｂ
は平均付加モル数を示し、ａは８〜２４０、　ｂは０〜
１００である。］（Ｃ成分）１−ヒドロキシエチリデン
−１，１−ジホスホン酸 本発明の好ましい態様としてはＡ成分が３０〜７０重量
％、Ｂ成分が５〜５０重量％、Ｃ成分が０．５〜１５重
量％であることである。

【００１６】

【作用】本発明における一般式〔１〕で表される化合物
（Ａ成分）の特徴は、二塩基酸のエチレンオキサキドな
いしはプロピレンオキサイド付加物であるので、インキ
の洗浄力、分散力に特に優れ、起泡力も優れている。ま
た二塩基酸系のため、インキの凝集力も通常の非イオン
系界面活性剤に比べ優れている。そのため本化合物単独
で使用しても優れた脱インキ性能を示すものである。ま
た、脂肪酸等と異なり液状であるため取り扱いが容易で
ある。

【００１７】しかし、Ａ成分にＢ成分を添加し、さらに
相溶剤としてＣ成分を添加すると、両者の相乗効果によ
りＡ成分またはＢ成分を単独で使用した場合に比べ、イ
ンキの凝集力、捕集力、洗浄力、分散力、起泡力が顕著
に向上し、優れた脱墨剤となる。

【００１８】以下、本発明について詳述する。

【００１９】先ず、一般式〔１〕で表される化合物につ
いて説明する。

【００２０】本発明の一般式〔１〕で表される化合物（
Ａ成分）はアルキルコハク酸又はアルケニルコハク酸に
エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドを付加
したものであるが、この場合用いるアルキルコハク酸又
はアルケニルコハク酸は、アルキル基又はアルケニル基
の炭素数の異なるものの混合物でも使用できるし、また
直鎖型でも分岐型でも使用できる。

【００２１】エチレンオキサイドおよびプロピレンオキ
サイドの付加は、混合して付加する（ランダム付加）か
、もしくは順次付加（ブロック付加）することによって
も行うことができる。

【００２２】また、さらに簡便に行なうためには、ポリ
エチレングリコールやポリプロピレングリコールでエス
テル化することもできる。

【００２３】なお、一般式〔１〕において、Ｒ１　の炭
素数が３０を越える場合にはアルキレンオキサイド付加
物の固体化及び水溶性が劣り、また、ｈ，ｉが３１以上
、ｊ，ｋが２１以上の場合は脱墨効果が低下する傾向が
ある。

【００２４】次に、一般式〔２〕及び〔３〕で表される
化合物（Ｂ成分）について説明する。

【００２５】本発明の一般式〔２〕で表される化合物は
脂肪酸にエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを
付加して得られるポリオキシアルキレン脂肪酸エステル
にさらに脂肪酸を反応させて得られるポリオキシアルキ
レンジ脂肪酸エステルであるが、その製造方法は、所定
の化合物が生成されればいかなる方法でもよく、例えば
あらかじめエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサ
イドを重合させて得られたポリエチレングリコールまた
はポリエチレングリコールとポリプロピレングリコール
の共重合物（ランダム共重合でもブロック共重合でもよ
い。）１モルを脂肪酸２モルでジエステル化する方法も
あげられる。

【００２６】用いられる脂肪酸としては、ラウリン酸、
ステアリン酸等に代表される直鎖型脂肪酸、オレイン酸
等に代表される不飽和脂肪酸、イソステアリン酸等に代
表される分岐型脂肪酸などが挙げられる。この場合、脂
肪酸は飽和タイプでも不飽和タイプでも使用できるし、
また直鎖型でも分岐型でも使用できる。

【００２７】さらに、一般式〔３〕で表される化合物は
、脂肪酸にエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサ
イドを付加したものであるが、Ａ成分同様ランダム付加
もしくはブロック付加することによって得られる。用い
られる脂肪酸は前記一般式〔２〕の化合物の場合と同様
である。

【００２８】なお、一般式〔２〕及び〔３〕において、
Ｒ２　、　Ｒ３　、Ｒ４　の炭素数が５以下および２２
以上の場合、ｍが４５１以上およびｎが１０１以上の場
合、ａが２４１以上およびｂが１０１以上の場合はいず
れも脱墨効果が低下する傾向がある。

【００２９】また、Ｃ成分である１−ヒドロキシエチリ
デン−１，１−ジホスホン酸はそれ自身脱墨性能を高め
る効果はないが、製品の透明性を出すための相溶剤およ
びキレート剤として添加するとともに、凝固点降下剤と
しても効果を発揮する。

【００３０】もし、Ｃ成分を含まない場合には、透明性
が悪くなり、商品価値を低下させるとともに、凝固点が
上がり、冬期および寒冷地での操作性を低下させること
となる。したがって、このＣ成分は必須の重要な成分で
ある。

【００３１】本発明の脱墨剤の組成は、Ａ成分が３０〜
７０重量％、Ｂ成分が５〜５０重量％、Ｃ成分が０．５
〜１５重量％であることが好ましい。

【００３２】Ｂ成分が５０重量％を越える場合には凝固
点が上り、Ａ成分が３０重量％未満のときは、他の液状
有機成分が少ないか、Ｂ成分を増量するため、やはり凝
固点が上昇する傾向を生ずる。そのため、Ｃ成分を相当
量含有させても相溶し難いため、操作性を低下させ、商
品価値も低い。Ａ成分が７０重量％を越え、かつＢ成分
が５重量％未満の場合にはインキの凝集性がやや悪いた
め、当発明品に比べ性能的に劣る結果となる。Ｃ成分が
０．５重量％未満の場合には、前述のように透明性が悪
くなり、商品価値を低下させるとともに、凝固点を上昇
させる。また、Ｃ成分が１５重量％を越える場合、脱墨
剤の実質成分であるＡ成分、Ｂ成分の含有量が相対的に
減少するため、脱墨効果が低下するとともに、コストア
ップにもなるため好ましくない。

【００３３】本発明の脱墨剤は古紙離解工程、熟成タワ
ーいずれの工程で添加してもよく、その添加量は古紙の
紙質、インキの種類により異なるが、一般的には原料古
紙に対して０．１〜０．８重量％使用するのが好適であ
り、より好ましくは０．２〜０．６重量％である。

【００３４】本発明は、一般式〔１〕において、Ｒ１　
の炭素数１２〜２０のアルキル基またはアルケニル基で
あり、エチレンオキサイドの平均付加モル数ｈ，ｉが４
〜２２、プロピレンオキサイドの平均付加モル数ｊ，ｋ
が０〜２０のものが本発明の目的を達成する上で特に優
れている。

【００３５】また、一般式〔２〕において、Ｒ２　、Ｒ
３　の炭素数は１１〜１７のアルキル基またはアルケニ
ル基であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数ｍが
２０〜１７０、　プロピレンオキサイドの平均付加モル
数ｎが０〜５０のものが、一般式〔３〕において、Ｒ４
　の炭素数は１１〜１７のアルキル基またはアルケニル
基であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数ａが２
０〜１７０、　プロピレンオキサイドの平均付加モル数
ｂが０〜５０のものが本発明の目的を達成する上で特に
優れている。

【００３６】また、本発明の脱墨剤は、上記Ａ成分、Ｂ
成分、Ｃ成分以外に第三の添加剤を含有することもでき
るし、また、本発明の脱墨剤の使用後に多価金属塩、例
えば塩化カルシウム、塩化マグネシウム、水酸化マグネ
シウム、水酸化カルシウム、硫酸アルミニウム等を使用
することも可能である。

【００３７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない
。

【００３８】実施例１〜５８ 脱墨剤として下記表１に示す本発明に係る化合物を使用
し、Ｊ．ＴＡＰＰＩ（紙パルプ技術協会）紙パルプ試験
方法（Ｎｏ．３９−８２、「古紙の脱インキ試験方法」
）に準ずる方法により脱墨試験を行った。

【００３９】試験方法は、毎日、朝日、読売の各新聞紙
（いずれも印刷後１〜３ヶ月経過したもの）７０重量％
とチラシ３０重量％とからなる古紙を裁断し、その一定
量を卓上離解機に入れ、その中に温水、水酸化ナトリウ
ム１．４重量％（対原料古紙）、３号けい酸ナトリウム
２．８重量％（対原料古紙）、過酸化水素（純分）１．
０重量％（対原料古紙）、表１に示す脱墨剤０．２重量
％（対原料古紙）を加え、パルプ濃度５重量％、６０℃
で１０分間離解した後、５０℃で１時間熟成した。

【００４０】その後、水を加えてパルプ濃度を１重量％
に稀釈し、試験用フローテーターを用いて、３０℃で２
０分間フローテーション処理した。フローテーション後
のパルプスラリーを１０重量％に濃縮後、水を加えて１
重量％濃度に稀釈し、Ｊ．ＴＡＰＰＩスタンダードマシ
ンにて手抄きし、パルプシートを作製した。このパルプ
シートにつき、測色色差計（日本電色社製Ｚ−１００１
ＤＰ型）を用い白色度を、画像解析装置（ＫＳシステム
社製ドットアナライザーＤＡ−３０００型）（対物レン
ズ５倍）を用い残インキ数および残インキ面積を測定し
た。この場合、紙中に残っているインキ成分の中の樹脂
分まで検出できるシビアーな条件で測定した。

【００４１】その評価結果をまとめて表１に示す。

【００４２】比較例１〜７ 市販品として一般によく用いられる

【００４３】

【化３】 Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＥＯ）１０Ｈ、　ＨＯＯＣ（ＣＨ２　
）４　ＣＯＯＨの４種類及びその他につき、前記実施例
と同様の条件及び方法により脱墨性を評価した。

【００４４】その結果をまとめて表２、表３に示す。

【００４５】なお、表１〜３中において、ＥＯはエチレ
ンオキサイド単位、ＰＯはプロピレンオキサイド単位を
表す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】

【表４】

【００５０】実施例５９〜６２ 実施例１、２９、３０及び３１において、脱墨剤の量を
０．６重量％に代えて同様に評価したところ、実施例１
、２９、３０及び３１よりも、各々更に良い効果が得ら
れた。

【００５１】

【発明の効果】本発明に係る脱墨剤は、二塩基酸のエチ
レンオキサイドないしはプロピレンオキサイド付加物お
よび脂肪酸のエチレンオキサイドないしはプロピレンオ
キサイドモノ付加物、ジ付加物であるため、優れたイン
キ捕集性、凝集性、インキ剥離性を有する。そのため、
再生紙は従来の脱墨剤使用時に比し、白色に仕上がり、
未剥離インキが少ない。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも下記Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分を
   含有してなることを特徴とする古紙再生用脱墨剤。 （Ａ成分）下記一般式〔１〕で表される化合物【化１】 ［式中、Ｒ１　は炭素数５〜３０のアルキル基またはア
   ルケニル基であり、ｈ，ｉ，ｊ，ｋは平均付加モル数を
   示し、ｈ，ｉは０〜３０、ｊ，ｋは０〜２０である。た
   だし、ｈ，ｉ，ｊ，ｋは同時に０であることはない。］
   （Ｂ成分）下記一般式〔２〕及び／又は一般式〔３〕で
   表される化合物 一般式〔２〕 　　　　　　　　Ｒ２　−ＣＯＯ（Ｃ２　Ｈ４　Ｏ）ｍ
   　（Ｃ３　Ｈ６　Ｏ）ｎ　ＯＣ−Ｒ３　［式中、Ｒ２　
   及びＲ３　は同一でも異なってもよく、炭素数６〜２１
   のアルキル基またはアルケニル基であり、ｍ，ｎは平均
   付加モル数を示し、ｍは８〜４５０、　ｎは０〜１００
   である。］ 一般式〔３〕 　　　　　　　　Ｒ４　−ＣＯＯ（Ｃ２　Ｈ４　Ｏ）ａ
   　（Ｃ３　Ｈ６　Ｏ）ｂ　Ｈ［式中、Ｒ４　は炭素数６
   〜２１のアルキル基またはアルケニル基であり、ａ，ｂ
   は平均付加モル数を示し、ａは８〜２４０、　ｂは０〜
   １００である。］（Ｃ成分）１−ヒドロキシエチリデン
   −１，１−ジホスホン酸
2. 【請求項２】Ａ成分が３０〜７０重量％、Ｂ成分が５〜
   ５０重量％、Ｃ成分が０．５〜１５重量％であることを
   特徴とする請求項１記載の古紙再生用脱墨剤。
3. 【請求項３】他の脱墨剤を併せ含有することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の古紙再生用脱墨剤。
4. 【請求項４】多価金属塩をその後使用することを特徴と
   する請求項１、２又は３記載の古紙再生用脱墨剤。
5. 【請求項５】原紙古紙に対して０．１〜０．８重量％使
   用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の古紙再生用脱墨剤。