JPH07503501A - リサイクルされた印刷故紙からの脱インキ方法 - 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】 リサイクルされた印刷故紙からの脱インキ方法発明の属する技術分野　′ 本発明は、脱インキ剤としての吹込部のアルコキシレートの存在下において、印 刷故紙から印刷インキを除去する方法に関する。本発明は、印刷故紙から印刷イ ンキを除去するためのこれら特別の脱インキ剤の使用にも関する。

従来技術 今日、故紙は、例えば新聞印刷用紙および衛生用紙などを製造するために大量に 使用されている。この種の紙にとって、白色度および色は重要な品質特性である 。これを達成するためには、印刷故紙から印刷インキを除去しなければならない 。これは、通常、脱インキプロセスにより行われる。これらのプロセスは、分離 させた印刷インキ粒子を除去する追加の設備を備えた、故紙をリサイクルするた めの常套の装置において行われる。これら脱インキプロセスの重要な二つの工程 は、以下のとおりである。

（１）故紙の離解（ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）。離解は、故紙を解繊（ｆ ｉｂｅｒｉｚｅ）するプロセスである。これは、例えば、水性媒体中で機械的エ ネルギー（撹拌）を適用して行うことができる。解繊は印刷インキ粒子の分離を 伴う。離解工程により、灰色バルブ形態の製紙原料懸濁液が得られる。

（２）分離した印刷インキ粒子の製紙原料懸濁液からの除去。脱インキプロセス のこの工程は、洗浄またはフローテーション（浮選（ｆｌｏｔａｔｉｏｎ））に より行うことができる［例えば、ウルマンス・エンツィクロペディ・デア・テヒ ニツシエン・ヒエミイ（Ｕｌｌｌｌｌａｎｎｓ　Ｅｎｃｙｋｌｏｐａｄｉｅ　ｄ ｅｒ　ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ　Ｃｈｅｍｉｅ）、第４版、第１７巻、５７０〜 ５７１頁（１９７９年）参照］。

故紙の脱インキは、通常、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属ケイ酸塩、酸化 漂白剤および界面活性剤の存在下、アルカリ性のｐＨ値で、３０〜５０℃の範囲 の温度で行われる。界面活性剤としては、アニオンならびに／またはノニオン界 面活性剤、例えば石鹸、エトキシル化脂肪アルコールおよび／もしくはエトキシ ル化アルキルフェノールなどが主として界面活性剤に使用される［例えばヴオッ ヘンブラット・フユア・パピエルフアプリ力ツィオン（ｆｏｃｈｅｎｂｌａｔｔ 　ｆｔ１ｒ　Ｐａｐｉｅｒｆａｂｒｉｋａｔｉｏｎ）、第１７巻、第６４６〜６ ４９頁、１９８５年）参照］。

ドイツ国特許出願第３１　０１　４４４号は、一般式：％式％） ［式中、ＲはＣｔ−Ｚ＋アルキルまたはアルケニル基、Ｒ′は水素原子またはＣ ，−，８アルキル、アルケニルもしくはアンル基、ＡＯはＣｓＨ，ＯもしくはＣ ，８８０基またはＣｌＨ４０１ＣｓＨａＯおよびＣ４Ｈ＠Ｏ基の混合物、ｍは１ 〜１００の整数、ならびにｎは１〜１００の整数である。］で示される化合物を 使用する故紙の脱インキ方法に関する。

印刷故紙の脱インキにエトキモ用化ヒマシ油を使用することは、例えばケミカル ・アブストラクツ（ＣｈｅＩｌ、＾ｂｓｔｒ、　）第８９巻、１３１４４５ｊ　 （１９７８年）に報告されている日本国特開昭第５３−５２７０５号、およびド イツ国特許第２１　４８　５９０号により知られている。この日本国特許は、印 刷故紙から印刷インキを除去するのに適する、エチレンオキサイドが１０〜４０ ０％付加されたヒマシ油およびエトキシル化ノニルフェノールの混合物を記載し ている。ドイツ国特許第２１　４８　５９０号で保護される方法は、有機物質、 例えば紙を、エチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイドを少なく とも一単位含む有機化合物の存在下において、亜塩素酸ナトリウムにより漂白す ることに関する。アルキレンオキサイドを少なくとも一単位含む適当な有機化合 物には、特にエトキモ用化ヒマシ油が含まれる。

発明の説明 しかし、故紙から印刷インキを除去するためにエトキモ用化ヒマシ油を使用する 場合、ヒマノ油の量、従って市販のエトキモ用化ヒマシ油の量がかなり変動する ことを受け入れなければならない。栽培の主な地域、即ちブラジルおよびインド において凶作となることにより、出発物質であるヒマシ油がかなりの期間にわた り不足する結果を招いている。従って、故紙から印刷インキを除去するために使 用された場合に、得られる脱インキの結果に関して少なくともエトキモ用化ヒマ シ油に匹敵できる代替物が必要である。代替物は特に、危機に陥りにくい広範な 原料物質から容易に得られ、また、環境的にも毒物学的にも安全な物質であるべ きである。

アルキレンオキサイド、例えばエチレンおよび／またはプロピレンオキサイドを 吹込部に加えて調製される吹込部のアルコキシレートは、故紙から印刷インキを 除去するためのエトキモ用化ヒマシ油の代替物として非常に適することが判った 。これらの化合物により、紙処理循環水（ｐａｐｅｒ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｗａｔ ｅｒ）から印刷インキを良好な結果で除去できることも判った。

従って、本発明は、脱インキ剤の存在下において印刷故紙から印刷インキを除去 する方法であって、印刷故紙を離解させて製紙原料懸濁液を形成し、分離した印 刷インキ粒子の除去を別工程においてフローテーションまたは洗浄による既知の 方法で行う方法において、吹込部のアルコキシレートを脱インキ剤として使用す ることを特徴とする方法に関する。

本発明において、「脱インキ剤」とは、印刷故紙からの印刷インキ粒子の分離を 起させたりそれを補助したりし、引き続いて行う分離した印刷インキ粒子の除去 を容易にする物質であると理解することができる。

本発明は、吹込部のアルコキンレートを印刷故紙から印刷インキを除去するため に使用することにも関する。

本発明において使用する吹込部のアルコキンレートは、アルキレンオキサイド、 例えばエチレンまたはプロピレンオキサイドと吹込部とを反応させる既知の方法 で調製される。吹込部とは、乾性油と空気または酸素との反応により得られる反 応生成物であると理解することができる。この反応は、通常、吹込（ｂｌｏｗｉ ｎｇ）として知られ、ヒドロベルオキサイドを生成する（ウルマンス・エンツィ クロペディ・デア・テヒニッシェン・ヒエミイ、第２３巻、第４版、ヴアインハ イム（Ｗｅｉｎｈｅｉｍ）　１９８３年、第４４７頁）。

天然の油脂を空気中で酸化して得られる生成物に関して、特に常温での空気およ び光の存在下における食用脂肪の劣化を含めて、多くの文献が入手可能である。

中でも魚油の自動酸化の系統的な研究が、エフ・ジエイ・エルンンガー（Ｆ、　 Ｊ。

Ｅｌｓｉｎｇｅｒ）（フエルズーフスアンシュタルト・フユア・レーデルインド ウストリエ（Ｖｅｒｓｕｃｈｓａｎｓｔａｌｔ　ｆｔ１ｒ　Ｌｅｄｅｒｉｎｄｕ ｓｔｒｉｅ）、ウィーン）によりなされた（例えば、”ダス・レーデル（Ｄａｓ 　Ｌｅｄｅｒ）”、１９７８年（第２９巻）第７８〜８１頁、１９８１年（第３ ２巻）第１８９〜１９８頁および１９８２年（第３３巻）第１２５〜１３１頁） 参照）。エルシンガーは、空気による酸化を６０〜１００℃の温度で長期間行っ た。彼の最初の研究において、彼は、過酸化物、特にヒドロベルオキサイドが魚 油の自動酸化の第１生成物であり、それらの分子を分解したり、変性したりまた は大きくしたりして第２生成物を生成することができると指摘した。

吹込反応中に生成したヒドロベルオキサイドは比較的安定である。しかしながら 、これらは反応時間が増すにつれて、種々の副反応を起こし、それぞれの油の脂 肪酸単位の炭素鎖がそのままであるか変化するかのいずれかが起る。炭素鎖がそ のままである場合、特にジヒドロペルオキシド、異性体の過酸化物、アルコール およびエポキシドが特に生成する。炭素結合が切れる場合、例えばアルデヒドが 生成され得る。更に、反応中にＣ＝Ｃ二重結合が切れるので、吹込生成物のヨウ 素価は使用した油のヨウ素価よりも低くなる。更に、吹込部は出発油よりも高い 密度および粘度を有する。

６０〜１５０℃の温度において１〜１３時間、好ましくは３〜６時間の反応時間 で製造される吹込部を、本発明の吹込部のアルコキシレートを製造するために使 用する。例えば、吹込しようとする油を加熱可能なチューブ反応器に入れ、続い てこの油を６０〜１５０℃の温度で酸素または空気に接触させる。空気は、例え ば、チューブ反応器の底部における濾板（ｓｉｅｖｅ　ｐｌａｔｅ）を介して導 入することができる。吹込時間は１〜１３時間であり、３〜６時間が好ましい。

吹込反応中における密度および粘度の増大を、実験室または工業スケールにおい てそれぞれ必要とされる吹込の程度を確定するため、容易に使用できる。

吹込部の例は吹込魚油、吹込ナタネ油および吹込大豆油である。多くの吹込部は 市販の製品である。

吹込部のアルコキシレートは、吹込部とアルキレンオキサイドとを、従来技術に より知られる通常のアルコキシル化触媒、例えばナトリウムメチラートなどの存 在下、高温で反応させる既知の方法により調製できる。

脱インキ剤を脱インキプロセスにおいて加える処理工程は全体として、何か特別 な制限を受けることはない。しかし、実際的な理由から、脱インキ剤をいわゆる パルパー（ｐｕｌｐｅｒ）内での離解中に直接加えるか、あるいは洗浄もしくは フローテーション工程前に加えるかのいずれかで行うのが有利である場合がある 。

本発明の好ましい態様の一つにおいて、吹込部のアルコキシレートを製紙原料懸 濁液に、風乾製紙原料基準で、０．０２〜２重量％の量、より好ましくは０．１ 〜０．８重量％の量で加えるのが好ましい。風乾製紙原料とは、製紙原料中の内 部水分が平衡状態になったものをいう。この平衡状態は、温度および相対空気湿 度に依存する。

本発明のプロセスにおいて、オキシアルキレン成分が２０〜９５重量％、好まし くは５０〜８０重量％をなす吹込部のアルコキシレートを使用することが特に有 利である。吹込部のエトキンレート、プロポキシレートおよび／またはブトキン レートを使用することが特に好ましく、吹込部のエトキシレートおよび／または プロポキシレートが特に適する。

多くの場合、印刷故紙から印刷インキを除去する程度の向上は、本発明の吹込部 のアルコキシレートに、例えば、Ｃｌ０−２２脂肪酸またはそれらのアルカリ金 属もしくはアルカリ土類金属塩、エトキシル化Ｃａ−２２アルキルアルコール、 エトキシル化アルキルフェノール、例えばポリジメチルアミノエチルメタクリレ ートなどのカチオンポリマーおよび／または例えばドイツ国特許第３８３９４７ ９号に記載された種類のコポリマーを組合せることにより行うことができる。前 述の脂肪酸またはそれらの塩およびカチオンポリマーが特に適する。これら適宜 加えてよい成分の全量は、風乾製紙原料を基準として０．０５〜１重量％の範囲 にある。

本発明による吹込部のアルコキシレートとＣｌ６−Ｆ２脂肪酸またはそれらのア ルカリ金属もしくはアルカリ土類金属塩とを組合せて使用する場合、脂肪酸また はそれらの塩を、風乾製紙原料基準で、０２〜１．０重量％の量で使用するのが 好ましいことが判った。脂肪酸またはそれらの塩と吹込部のアルコキシレートと の重量比が約２：１である組合せが特に適する。

吹込部のアルコキシレートの存在下において、例えば輪転新聞印刷インキ、書籍 印刷インキ、オフセット印刷インキ、絵画用凹版インキ、フレキソ印刷インキ、 レーザープリント用インキおよび／または包装用凹版インキなどの印刷インキを 、例えば、新聞紙、雑誌、コンピューター用紙、定期刊行物、パンフレット、フ オーム、電話帳および／またはカタログ等の印刷故紙から除去することができる 。

本発明の方法において使用する化合物の存在下で脱インキされた故紙は、非常に 高い白色度により識別される。

故紙からの印刷インキをの除去は、例えば以下の方法により行うことができる。

印刷故紙の離解を、２０〜６０℃のパルパー内で、過酸化水素（１００％）０〜 １．５重量％、水酸化ナトリウム（９９重量％）０〜２．５重量％、固形分３５ 重量％のナトリウム水ガラス０〜４．０重量％、本発明の吹込部のアルコキシレ ート０．０２〜２重量％および上記の適宜加えてよい成分０〜１重量％を典型的 に含む水溶液中で、例えば０．５〜５重量％の原料濃度で行う（重量％は全て風 乾故紙を基準である）。２０〜６０℃の範囲の温度で、典型的に６０〜１２０分 間保持した後、製紙原料懸濁液を水中に撹拌しながら入れるか、または該懸濁液 中に水を加えて、０．６〜１．６重量％の製紙原料懸濁液が得られる。続いて、 分離した印刷インキ粒子を、洗浄やフローテーションなどの既知の方法により原 料懸濁液から除去する。フローテーションは、例えばチンバー・フローテーショ ン・セル（Ｄｅｎｖｅｒ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｃｅｌｌ）中で既知の方法によ り行うのが好ましい（実験室スケール）。

水系フレキソインキを故紙から除去する場合、吹込部のアルコキシレートをカチ オンポリマーと組合せて使用するように方法を変更するのが推奨され、ポリマー はフローテーション工程の直前に加える。

吹込部のアルコキシレートを使用することにより、故紙および循環水の両者から 印刷インキを除去することができる。しかし、本発明において使用する化合物を 、紙循環水の単独の清浄化に使用することもできる。その場合、印刷インキ粒子 の除去は、例えば循環水１リツトルあたり吹込部のアルコキシレート２〜１０３ ｍｇを添加した後、濾過またはフローテーションして行う。

以下の実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに全く限定されない。

実施例 １、使用した物質および材料 １．１．吹込部 吹込魚油：　ベーン・７　ニー／トヒエミー（ＢＱｈｍｅ　Ｆｅｔｔｃｈｅｍｉ ｅ）の製品吹込ナタネ油：　ヘンリー・ラモッテ（Ｈｅｎｒｙ　Ｌａ■ｏｔｔｅ ）（ブレーメン）の製品吹込ダイズ油：　アクゾ・ケミカルズ・ゲゼルシャフト ・ミツト・ベシュレンクテル＋ハフツング（Ａｋｚｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｇ ｍｂＢ）の製品１．２．吹込部のエトキシラード 実施例１・ 吹込魚油のエトキシル化 水酸化カリウムの３０％水溶液８ｇを吹込魚油３９０ｇに加え、オートクレーブ 内で１００℃に加熱した。この温度において、存在する痕跡量のメタノールを、 排気および不活性ガスとしての窒素によるパージを合計５回行うことにより除去 した。反応温度を１５０℃に上昇させた後、エチレンオキサイド全６１０ｇを、 反応器内の圧力が５バールの値を越えないような割合で分けて加えた。反応が完 了すると、反応混合物を８０〜１００℃に冷却し、約１５分間排気して存在する 痕跡量のエチレンオキサイドを除き、乳酸で中和した。粗生成物は褐色液体（Ｏ Ｈ価１０１）であった。

実施例２ 吹込ナタネ油のエトキシル化 水酸化カリウムの５０％水溶液領６ｇを吹込ナタネ油１３０ｇに加えた後、実施 例１と同じ条件下、１６０℃でエチレンオキサイド２０４ｇと反応させた。

減圧下で痕跡量のエチレンオキサイドを除いた後、乳酸で中和し、褐色液体（Ｏ Ｈ価７０）を得た。

実施例３ 吹込ダイズ油のエトキシル化 水酸化カリウムの５０％水溶液０．６ｇを吹込ダイズ油１３０ｇに加えた後、実 施例１と同じ条件下、１６０℃でエチレンオキサイド２０４ｇと反応させた。

減圧下で痕跡量のエチレンオキサイドを除いた後、乳酸で中和し、褐色液体（Ｏ Ｈ価８５）を得た。

１．３．風乾（印刷）故紙 日刊新聞および雑誌を、乾燥室内で６０℃にて１４４時間貯蔵するという方法で 、人工的経時に付した。新聞紙と雑誌の重量比を１＝１として、風乾した故紙を 細断した。印刷故紙細片の含水量は５．７重量％であった。

２、アルカリ性媒体からの印刷インキの除去２．１．離解 濃度３．５重量％の細断した風乾故紙の水性懸濁液１７．５ｇを撹拌容器内に入 れた。この懸濁液に対して、 ａ）２．０重量％の、固形分３５重量％のナトリウム水ガラス（３７〜４０ボ一 メ度）、 ｂ）１．０重量％の水酸化ナトリウム（９９重量％）、ｃ）０．７重量％の過酸 化水素（１００重量％）およびｄ）０．２重量％の、本発明による吹込油のアル コキシレートを（全重量％は風乾故紙基準である）連続して加えた後、ディシル バーディスク（ｄｉｓｓｏｌｖｅｒ　ｄｉｓｋ）　（ペンドローリツク・ラポー ルミッシャ−（Ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ　Ｌａｂｏｒｍｉｓｃｈｅｒ）　３４　） を用いて４５℃で１０分間、懸濁させた細断故紙を砕解した。このようにして得 られた故紙原料を、４５℃で１０５分間放置した。

２．２．印刷インキフローテーション（脱インキ）２．１．において得られた原 料を水で１重量％の濃度に希釈した。続いて、原料懸濁液を、１０００ｒ、ｐ、 ｍ、のチンバー・ラボラトリ−・フローテーション・セルで、４５℃にて１２分 間フローテーションさせた。フローテーションの後、原料を吸引漏斗上で水から 分離し、光乾燥プレス上で２枚の濾紙の間でシート状にして、１００℃で９０分 間乾燥した。

脱インキの結果を表１に示す。脱インキ性能値（ＤＥＭ）は、製紙原料の印刷状 態（ＢＳ）、脱インキ状態（ＤＳ）および未印刷状態（ＵＳ）における反射係数 Ｒ４５７＊＋ｓ　（白色度）から、次式に従って計算した。

（０％は脱インキされなかったことを意味し、１００％は定量的に脱インキされ たことを意味する。） 各側とも循環水は印刷インキを含まなかった。

表１＝印刷インキフローテーション 国際調査報告 、、　ＰＣＴ／ＥＰ　９３１００１６０フロントページの続き （７２）発明者　ホルンフエック、クラウスドイツ連邦共和国　デー−４０２０ メットマン、アウグストーブルベルクーシュトラアセ通

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．脱インキ剤の存在下において印刷故紙から印刷インキを除去する方法であっ て、印刷故紙を離解させて製紙原料懸濁液を形成し、分離した印刷インキ粒子の 除去を別工程においてフローテーションまたは洗浄による既知の方法で行う方法 において、吹込油のアルコキシレートを脱インキ剤として使用する方法。
2. ２．脱インキ剤の添加を、離解中および／またはフローテーションもしくは洗浄 工程前に行う請求の範囲１記載の方法。
3. ３．印刷故紙の離解を、風乾製紙原料基準で、吹込油のアルコキシレート０．０ ２〜２重量％、好ましくは０．１〜０．８重量％の存在下において行う請求の範 囲１記載の方法。
4. ４．オキシアルキレン成分が、吹込油のアルコキシレートの２０〜９５重量％、 好ましくは５０〜８０重量％をなす請求の範囲１記載の方法。
5. ５．印刷故紙の離解に、吹込油のエトキシレート、プロポキシレートおよび／ま たはブトキシレート、好ましくはエトキシレートおよび／またはプロポキシレー トを使用する請求の範囲１記載の方法。
6. ６．印刷故紙から印刷インキを除去するための吹込油のアルコキシレートの使用 。
7. ７．オキシアルキレン成分が、吹込油のアルコキシレートの２０〜９５重量％、 好ましくは５０〜８０重量％をなす請求の範囲６記載の使用。
8. ８．吹込油のエトキシレート、プロポキシレートおよび／またはブトキシレート 、好ましくはエトキシレートおよび／またはプロポキシレートを用いる請求の範 囲６記載の使用。
9. ９．吹込油のアルコキシレートを、Ｃ１０−２２脂肪酸、それらのアルカリ金属 もしくはアルカリ土類金属塩およびカチオンポリマーからなる群から選ばれる化 合物と組合せて用いる請求の範囲６記載の使用。