JPH09504578A - リパルピング及び脱色用過硫酸塩／金属混合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 銅、鉄、銀又はニッケルのような金属の塩の触媒量；過硫酸塩；及び０−１０％サッカライドを含有するリパルピング及び／又は脱色用組成物及び混合物。組成物はｐＨを調節するために炭酸塩、セスキ炭酸塩又は重炭酸塩を含有することが好ましい。湿潤強度樹脂を含有するかもしくは含有しない損紙を、上記成分の組成物又は混合物を使用することによってリパルピング及び／又は脱色する方法。

Description

【発明の詳細な説明】 リパルピング及び脱色用過硫酸塩／金属混合物 本発明は紙の再処理に関し、特に湿潤強度損紙のリパルピング及び／又は脱色 に関する。 損紙は再生されるべき故紙または規格外の紙である。一般的にいって損紙を故 紙として単に廃棄するよりはリパルピングと称される方法で再利用することが望 ましい。 リパルピング法では、損紙を構成しているセルロース繊維を損紙から分離して 製紙用に利用される。この方法では紙の強度を高めるために用いた湿潤強度樹脂 （ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂等）を破壊する必要がある。その理由は 湿潤強度樹脂がセルロース繊維に付着して水不透過性被膜を形成しセルロース繊 維を分離するというリパルピング法の目的を妨害するからである。湿潤強度樹脂 を含有する典型的な紙製品にはペーパータオル、ティッシュ及び食品包装材があ る。典型的には、湿潤強度樹脂をもつ紙は湿った状態で紙の乾燥強度の少なくと も１５％を保持する。湿潤強度樹脂をもたない紙は湿った状態でその乾燥強度の 通常２−７％を保持するにすぎない。 酸化は湿潤強度樹脂の破壊を促進してセルロース繊維の分離を可能にする。伝 統的に、次亜塩素酸塩、特に次亜塩素酸ナトリウムが酸化剤として製紙工場で使 用され、通常狭い注意深く維持されたｐＨの範囲内で約１２２°Ｆ（５０℃）〜 １５１°Ｆ（６６℃）の温度範囲で使用されている。損紙が首尾よくリパルプさ れた後に、試薬を加えて残っている塩素を中和させる。 リパルピングに使う次亜塩素酸塩に対しては環境上の問題が提出されている。 これらの懸念はパルプに吸着する発癌性が疑われている有機ハロゲ ン化物の形成の問題からクロロホルム放出の問題及び毒性の塩素化炭化水素を排 出する問題にまで及んでいる。これらの理由により、過硫酸塩の如き、非ハロゲ ン含有化合物がリパルピング法で湿潤強度樹脂を酸化するために使用されている 。 損紙を再生する時に、時々損紙を脱色する必要がある。これは損紙を着色する ために使用された着色料を分解することによって行われる。着色料は光と互いに 影響しあって、可視波長域（４００〜７００ｎｍ）に選択的波長の吸収を生ずる 化学薬品である。波長はヒトの目で知覚できる産出着色に反射（吸収ではない） する。着色料は顔料及び染料の両者を含み、着色紙を製造するために製紙工程中 に加えることができる。顔料は水不溶性化合物であり、通常漂白できない。染料 は水溶性であり、着色紙を製造するために、顔料よりもより普通に使用されてい る。 染料分子には二つの官能部分、即ち発色団と助色団とがある。発色団は染料に 色を添える部分である。助色団はセルロース繊維に染料を固定する部分である。 発色団は共役している。即ち、発色団は交互単結合及び二重結合の網状組織を 持つ。光は共役網状組織と相互に作用し、網状組織内の電子に吸収される。網状 組織で吸収されない波長は反射して繊維中に色を生ずる。 共役網状組織は長さを変化させ、この長さは一般に染料着色に一致する。網状 組織中の共役結合の数が増加するとき、色は黄色からオレンジ、赤、紫、青、褐 色、黒へと変化し、網状組織は酸化又は遊離ラジカル攻撃をより受けやすくなる 。それ故に、黄、オレンジ及び赤の色素を脱色することは共役の程度が低いので 困難になる。 多くの異なる染料構造があるが、製紙工業で使用される主な二つの染料系、即 ちアゾ染料及びスチルベン染料がある。スチルベン染料はアゾ染料 ほど一般的ではないが、塩素を含む多くの酸化剤に対してより安定である。 アゾ染料は少なくとも一つの窒素−窒素二重結合（アゾ官能基）を含有する化 合物であり、その二重結合は酸化攻撃を受けやすい。スチルベン染料は一連の炭 素二重結合を含有する芳香族系であり、この二重結合はアゾ染料で知られている 窒素対窒素の二重結合よりも酸化攻撃に対してより大きい抵抗性を持つ。 リパルプ及び／又は脱色並びに環境上の要求に効果的に応ずるために、セルロ ースを破壊することなしに繊維の分離を可能に且つその上に脱色するために発色 団を変えることを可能にする適当な組成物を見出すことが緊急の課題である。塩 素はリパルプ及び／又は脱色する作用があるが、望ましくない環境上の問題を生 じる。過硫酸塩をリパルピング用に使用することができるが、脱色剤として通常 効果がない。 本発明は過硫酸塩と共に使用される銅、鉄、銀又はニッケルを用いて、広い範 囲のｐＨ域で、損紙の脱色及び／又はリパルピングを高める大きな技術的進歩を 提供する。 さらに、本発明は、サッカライド、例えばモノサッカライド、ポリサッカライ ド又はシス−アルファ−ヒドロキシサッカライド、を可溶性銅、鉄、銀又はニッ ケル塩及び過硫酸塩と共に使用して広い範囲のｐＨ域で損紙の脱色及び／又はリ パルピングを高める、技術を提供する。 これらの成分は、その場で混合物を形成するように別々に加えられるか又は組 成物として加えられ、損紙特に湿潤強度損紙をリパルピング及び／又は脱色する 方法で使用できる。 可溶性銅、鉄、銀又はニッケル塩は過硫酸塩を活性化させ、過硫酸塩を、製紙 で使用される着色料又は湿潤強度樹脂に対して過硫酸塩のみよりもさらに反応性 にする。酸又は塩基のようなｐＨ調節剤の金属塩及び過硫酸塩 との使用は２〜１１の範囲内のｐＨを提供することによって過硫酸塩のリパルピ ング及び／又は脱色効力をさらに高めることができる。上記混合物へのサッカラ イドの添加は時にはこの過硫酸塩の脱色及び／又はリパルピング効力をさらに高 めることができる。 過硫酸塩は特に塩基の存在下でたとえ金属塩の不存在下でも損紙をリパルプす ることができる。しかしながら、上記の金属塩はリパルピングを高め且つ脱色を 可能にする。これらの塩はそれらの効果が接触作用であると思われるほど低い濃 度で使用され得る。ほんとうの触媒作用が生ずるのかどうかは知られていないけ れども、この記載の目的のために、用語「触媒」又は「触媒量」が、リパルピン グ及び／又は脱色のために必要な金属塩の量が極めて低いので、塩濃度を表わす ときに使用されるであろう。 リパルピングに関するこれらの金属塩の効果はポリサッカライド又はモノサッ カライドの存在によってさらに高めることができる。リパルピング又は脱色のい ずれかに対して最も好ましいサッカライドはシス−アルファ−ヒドロキシサッカ ライド、例えばアスコルビン酸、Ｄ−マンニトール及びＤ−ソルビトールである 。 リパルピング及び／又は脱色に対する好ましいｐＨ調節剤は、単独で又は組合 せて、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、及びセスキ炭酸ナトリウムの一種又 は二種を包含する。 本明細書において、そして特許請求の範囲において： ａ）ここでの用語「約」は、他の指示がなければ、範囲、適用量、重量パーセン ト又は他の数値的明示が記載される時に推測される。 ｂ）用語「過硫酸塩」は他の指示がなければ過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム 及び過硫酸アンモニウムを含む全ての過硫酸塩を包含する。用語「過硫酸塩」は 活性部としてＳＯ₅対イオンを特徴とするペルオキソ一 硫酸塩を含まない。 ｃ）用語「炭酸塩」、「セスキ炭酸塩」及び「重炭酸塩」は炭酸塩、セスキ炭酸 塩、重炭酸塩のアルカリ金属、アルカリ土金属及びアンモニウム塩を包含する。 ｄ）用語「乾燥（ドライ）」は触れたときに湿気を感じない組成物又は物質を意 味する。 ｅ）用語「ｏｗｆ」は繊維の乾燥重量を基準にすることを意味する適用量の用語 である。 ｆ）用語「濃度（コンシステンシー）」はリパルピングに使用する水の重量を基 準にした損紙の重量パーセントである。 ｇ）用語「パーセント（％）」は、他に特定されなければ、重量パーセントであ る。 ｈ）用語「可溶」は塩に関して使用される時、その溶解度製品定数を基準にして 水性媒質中で０．５ｐｐｍ以上の溶解金属イオンを与えることができる塩を意味 する。 ｉ）用語「ＢＴ−１００」は７５％過硫酸ナトリウム及び２５％炭酸ナトリウム を含有する組成物を意味する。 ｊ）用語「％ｏｗｆ」は処理される損紙繊維の重量を基準にした使用される脱色 及び／又はリパルピング処理剤のパーセントを意味する。この用語は「パーセン ト供給量」に等しい。 ｋ）用語「ｐＨ_i」は初期ｐＨを意味する。 ｌ）用語「ｐＨ_f」は最終ｐＨを意味する。 本発明の組成物は湿潤強度損紙のリパルピングを高め且つその損紙中の染料の 脱色に特に効果がある。本発明の一つの態様は過硫酸塩、及び銅、鉄、銀又はニ ッケルの一種以上の金属塩がリパルピング用に、脱色用に、 又はその両者に使用できることにある。これらの成分は別々に又は組成物として 、ｐＨ調節剤と一緒に又は調節剤なしに損紙に加えることができる。 通常、本発明の組成物は過硫酸塩５１〜９４％；ｐＨ調節剤４〜４３％：シス −アルファ−ヒドロキシサッカライド０〜１０％；及び金属塩の触媒量を含有す る。さらに好ましくは、組成物は過硫酸塩６１〜８５％；炭酸塩、重炭酸塩及び セスキ炭酸塩からなる群から選ばれる塩基１４〜１９％；及び金属塩０．０５〜 ３％を含有する。さらに好ましくは、組成物は過硫酸塩７０〜８０％；炭酸塩２ ０〜２９％；及び銅塩０．１〜２％を含有する。さらに好ましくは、組成物はシ ス−アルファ−ヒドロキシサッカライド１〜６％を含有し、最も好ましくは、シ ス−アルファ−ヒドロキシサッカライド１〜３％含有する。 リパルピング又は脱色に対して効果的な組成物として要求される過硫酸塩、サ ッカライド、ｐＨ調節剤及び金属塩の正確な量は、ｐＨ、酸化され得る物質のタ イプ又は量及び温度のような使用条件に依存するであろう。そしてこれらの条件 に依存して上記の値と異なることができる。 典型的なｐＨ調節剤は塩基及び酸を含む。典型的な塩基は炭酸ナトリウム、重 炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸カルシウム、セスキ炭酸 ナトリウム、セスキ炭酸カリウム等の一種以上を包含する。これらは特に乾燥組 成物中で有用であるが、別々に加えることもできる。水酸化ナトリウムのような 他の塩基は、特に本発明の成分が別々に加えられる場合にまた使用できる。 ｐＨ調節剤として使用され得る酸は塩酸及び硫酸のような鉱酸、酢酸のような 有機酸、又は当業者に周知の全ての他の酸を包含する。 好ましいサッカライドはアスコルビン酸、Ｄ−ソルビトール、及びＤ−マンニ トールを包含する。他のサッカライドは、これらが好ましくはＤ− マンニトール、さらに好ましくはＤ−ソルビトール又は最も好ましくはアスコル ビン酸よりも触媒作用を減少させるより大きな傾向を持たない限り使用すること ができる。 触媒金属塩は溶解金属イオンの１ｐｐｍを与えるように水に十分に溶解する金 属塩を包含する。適当な金属は銅、鉄、銀及びニッケルを包含する。 代表的な対イオンは硫酸塩、塩化物、硝酸塩、及び適度の水溶解度を可能にする 他の対イオンを包含する。これらの金属塩はリガンドを包含する。 本発明の組成物は損紙をリパルプ及び／又は脱色するために使用できる。リパ ルピング法に際して、水及び損紙を容器中に入れ攪拌する。攪拌には損紙、水及 び化学物質をリパルピング操作で混ぜ同時にその損紙を粉砕するために産業界で 一般に使用されているミキサー／剪断機を使用する。ミキサー／剪断機の使用は 別々の混合装置及び剪断装置を使用することと同じである。本発明の化学物質は 攪拌前又は攪拌中に加えることができる。 位置添加の異なるタイプを使用することができる。成分を乾燥形態での位置で 混合し、乾燥混合物として供給することができる。各成分を乾燥粉末、スラリー 、溶液として又は他の適当な手段でリパルピング混合物に同時に加えることがで きる。通常各成分はいずれの順序でも加えることができる。 さらに、リパルプされた損紙は製紙工程にスラリーとしてさらに変更を加える ことなしに直接に導入できる。紙はセルロース繊維をスラリーから分離し、この 繊維を製紙用の長網抄紙機に導入することによってリパルプされた損紙から作る ことができる。 本発明の実施態様はもしこの系の温度が５０℃より高ければ最も良く作用する 。４０℃〜７５℃の範囲内の温度は過硫酸塩及び／又は銅イオンを活性化してリ パルピングを通して着色剤及び湿潤強度樹脂の酸化を助ける ために通常十分である。さらに高い温度を使用できるが、一般に必要とされない 。 この方法では、生成した混合物は、満足のいくパルプを製造するために損紙を リパルプするのに十分な時間かきまぜられる。この時間は、過硫酸塩の濃度、塩 基又は酸、活性化剤、濃度、酸化物質の量、ｐＨ及び濃度のような因子に依存し て変化し得る。サッカライドと一緒の又はサッカライドなしの、過硫酸塩／ｐＨ 調節剤／金属塩の使用は、乾燥ブレンドとして組成化されるかどうかにかかわり なく、過硫酸塩単独又は塩基単独の使用に比べて有意な時間的利益を与える。 リパルピング時間は損紙の性質に依存する。湿潤強度損紙の高いパーセンテー ジを含む損紙はより少ない湿潤強度樹脂を含有する損紙よりもさらに長い処理時 間を必要とする。 脱色に対する要求及びリパルピングに対する要求は同じである必要はない。し かしながら、リパルピングは一般に脱色が仕上がる前に仕上げられる。 広いｐＨ範囲がこの方法では一般に使用できるけれども、リパルプ又は脱色時 間は最終システムのｐＨに影響を受ける。一般に、２〜１１のｐＨ範囲がリパル ピング又は脱色のいずれに対しても使用できる。しかしながら、７〜１０のｐＨ 範囲がリパルピング及び／又は脱色に対して好ましい。異なる発色団は異なった ｐＨで最も良く酸化されるように思われるので、この方法を通して変化するｐＨ が最も好ましい。 本発明の好ましい態様では、７〜８．５の範囲内で変化し得るｐＨは、炭酸塩 、セスキ炭酸塩又は重炭酸塩のアルカリ金属、アルカリ土金属又はアンモニウム 塩のような塩基を脱色混合物又は組成物の成分として用いることにより達成され 、酸化が生ずる時にそのｐＨを減少させることを可能 にする。単独の又は脱色組成物の成分としてのこれらの塩基の一つの添加は８． ５又はそれより高い初期ｐＨを与える。脱色が進行するとき、そのｐＨを除々に 下げる酸生成物が形成される。 他のｐＨ調節剤も使用できる。これは水酸化ナトリウム、硫酸及び当業者に周 知の他の酸又は塩基を包含する。 工程プラントシステムと両立する最終及び初期ｐＨが好ましい。リパルピング 法、脱色法又はこの両者を最も効果的にするｐＨ範囲を選択することが望ましい 。しかし、多くの場合、ｐＨ制御は製紙の他の段階と両立するこの系最終ｐＨに 依存することが望ましい。例えば、満足し得るパルプが製造される時には、処理 水は酸性、中性又は塩基性である他からの加工パルプと定型的に混合される。あ るいは他の工程からの水は損紙リパルピング法のための調節水として使用し得る 。 他の段階に適合させるための追加のｐＨ調節剤の使用は本発明の組成物を下記 の如く使用することによって避けられる。 過硫酸塩対塩基の比は中性pＨ効果を与えるように選択できる。すなわち、過 硫酸塩が酸化工程を経る間に消費される時、重硫酸塩が製造される。中性ｐＨ効 果は、リパルピング中に製造される酸生成に伴うｐＨの減少を相殺するために使 用される塩基の量を調節することによって達成される。 通常過硫酸塩から製造されるこの重硫酸塩が考慮されるべきただ一つの酸である 。しかしながら、もし多量の他の酸が繊維又は樹脂の分解から製造されるならば 、これらの酸も考慮されなければならない。 別法として、他の工程、例えば、製紙工程のｐＨがリパルピング及び／又は脱 色工程のｐＨと異なるならば、ｐＨの調節を、以後のｐＨ調節を行う全ての要求 を避けるために過硫酸塩：（酸又は塩基）の比を変化させることにより、リパル ピング及び／又は脱色工程のために行うことができる。 従って、酸、中性又はアルカリ製紙工程を追加のｐＨ調節工程を必要とすること なしに適応することができる。そのような調節は本明細書に記載されている内容 に沿って慣用的に達成し得ることは明らかであろう。この系のための基準の化学 方程式及び計質のために、この系の実際のｐＨ及びアルカリ度に対して、発生が 予想される酸に対して、そして組成された過硫酸塩生成物の添加によって与えら れる追加のアルカリ度に対して考察が加えられるであろう。 ｐＨに加えて、組成物の効果的な適用量が望ましい。０．５ｏｗｆ又はそれよ り多い適用量が一般に効果的である。効果的適用量はシステム条件に依存し、本 明細書に記載されている情報を用いて決定することができる。好ましい適用量は １％〜５％ｏｗｆである。より好ましい適用量は２％〜１２％ｏｗｆである。こ こに特定されたものよりもより多い又はより少ない適用量はこの系のパラメータ ーの変化に準じて効果的である。上記のパラメーターは湿潤強度損紙のリパルピ ングに有用である。 以下の実施例は本発明をさらに説明するためのものである。 実施例 脱色の程度の測定 処理するろ紙のブライトネス（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）、ライトネス（ｌｉｇ ｈｔｎｅｓｓ）、赤／緑（アルファ）、又は黄／青（ベータ）の読みを与える本 明細書の全ての脱色例では、エルレホ データカラー ２００ リフレクタンス メータ（Ｅｌｒｅｐｈｏ Ｄａｔａｃｏｌｏｒ ２０００ Ｒｅｆｌｅｃｔａ ｎｃｅ ｍｅｔｅｒ）をセッティングＲ−４５７で使用した。全ての読みは処理 前に入手し得るハンドシートから取られ又は処理された損紙から調製された。報 告される結果は３回の読みの平均を取った。 赤／緑及び黄／青の読みは、正の値を持つ赤及び黄及び負の値を持つ緑及び青 によって各々の処理の脱色能力を定量化した。例えば、本明細書に示される表に おいて、いずれかの欄のゼロ値は完全な脱色を意味する。従って、正の数は赤又 は黄の優位性を意味し、これに対して負の数は緑及び青の優位性を意味する。赤 ／緑又は黄／青のいずれかに対する３以下の絶対値は、これらの着色値を持つ紙 がヒトの肉眼で見られる時に白であると知覚されるので、ほとんどの製紙操作に 適合し受容し得る脱色の程度を意味する。より高い絶対着色値でも最終の使用者 の要求に従って受容し得る。 リパルピング法及び／又は湿潤強度損紙の脱色法 別段の指示がなければ、下記に記載する湿潤強度及び非湿潤強度損紙のリパル ピング及び／又は脱色用の標準方法で、発色団の酸化、又は湿潤強度損紙の使用 される樹脂の酸化又は損紙の他の成分の酸化を行い、任意の変更を含む湿潤強度 損紙用のＴＡＰＰＩ（ザ・テクニカル アソシエーション オブ ザ・パルプ エンド ペパー インダストリーとしてまた知られている）法Ｔ−２０５−ｏｍ ８１によって測定した。 ７０℃（１５８°Ｆ）の水の１５０ｍＬを２リットルのパイレックスビーカー 中に注いだ。このｐＨを調節し、目的のリパルピング組成物を加えた。次いで、 生じたスラリーを７０℃（１５８°Ｆ）の保持温度に調節された予熱打解機容器 に注いだ。予め１インチの四角にカットした損紙の２０ｇを加え、打解機を始動 させて２８００ｒｐｍで連続的にサンプルをかきまぜた。５分ごとに温度の読み を行いそして１０ｍＬの部分標本を取り出した。これらの１０ｍＬの部分標本を 水導水で２００ｍＬに希釈し、次いで段階１〜６（下記に記載）の基準サンプル と比較した。段階６のサンプルを得るまでサンプリングを続けた。しかし、もし 段階６のサンプルがリパルピング用に得られなければ、又はもし３以下の絶対着 色値が脱色用 に得られなければ、又はもし脱色の要求された程度が得られなければその時には ６０分の終りにそのサンプリングを終了させた。次にこのｐＨ、温度及び残留酸 化剤及び／又は最終サンプルの着色測定を記録した。 一般に、紙をリパルプした時、もし着色されたならば、それをまた脱色した。 同様に、もし紙が脱色されていたならば、それをまたリパルプした。リパルピン グの効力を測定するために使用する基準は脱色の効力を決定するために使用する 基準と異なる。これらを本明細書に記載する。 リパルプ段階１〜６の基準サンプル ＴＡＰＰＩリパルピング操作の間に、パルプ特性が切り刻まれた樹脂被覆紙の 水中の塊りから遊離のセルロース繊維及び水の比較的均一の混合物（段階６）に 変った。 リパルプ段階を上記ＴＡＰＰＩリパルピング法に従って作られた予め作成され た基準と直接に比較することによって決定した。これらの基準は、下記の如く、 段階１で始まりそして段階６で終わる「複数の段階」として識別され、表示され た。 段階１は多数の大きな繊維状フレークを主として持つ損紙として識別された。 段階２は大きなフレーク及び小さなフレークを持つ損紙として識別された。 段階３は多数の小さな繊維状フレークを主として持つ損紙として識別された。 段階４はわずかな小さなフレーク及び多数の結合繊維を主として持つ損紙とし て識別された。 段階５は微細に分けられた繊維及び多少の結合繊維を主として持つ損紙として 識別された。 段階６は微細に分けられた繊維にリパルプされている損紙として識別された。 上記記載のリパルピング段階のより十分な理解は本方法の下記の総説により提 供される。初めの損紙は１インチ平方からなる紙に切り刻むことができる。ある いはそれは鋭い剪断回転翼のような刃によって細かに砕かれ多数の大きなフレー クから主になる古紙であることができる。この損紙がリパルプされる時、その損 紙はますます小さくなる。典型的に、リパルピングは完全に分離された繊維から なる段階６のパルプを製造する。しかし、実際には分離された繊維及び若干の結 合繊維から主としてなる段階５の製品が一般に受け入れられている。 リパルプ損紙から製造された紙はより品質が良く、パルプ中で繊維がより完全 に分離している。一般に、あまり完全には分離されていない繊維はより大きな塊 となり、完成した紙製品の表面を不規則にする。 実施例１ 組成された損紙処理剤の１％溶液のｐＨ ７５％過硫酸ナトリウム及び２５％炭酸ナトリウムを含有する組成された生成 物の１％溶液のｐＨを下記の表１に記載する如く決定した。 試験方法では、組成された生成物の１グラムサンプルを評価する水の９９グラ ムに加えた。混合の５分後に、この系のｐＨを測定した。その結果を下記に示し 且つ表１に総括する。 上記表１は、７５％過硫酸塩及び２５％塩基で組成された過硫酸塩が水溶液に 加えられた時にｐＨが急速に増加することを示している。 実施例２ 湿潤強度損紙をリパルピングする前後のｐＨに 関する組成された過硫酸ナトリウムの影響 リパルピング実験を水導水中で実施した。これらの実験では、リパルピング組 成物を前記のＴＡＰＰＩに従って調製したリパルピング混合物に加えた。このリ パルピング組成物は、下記の表２に示す如く、７５％過硫酸ナトリウム（「ＳＰ 」）とセスキ炭酸ナトリウム又は炭酸ナトリウムのいずれかの２５％との乾燥ブ レンドであった。 表２に記載された実験は、７５％過硫酸塩、２５％塩基リパルピング組成物は 使用した水導水に対してそれ自体中性であった。炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナ トリウム、重炭酸ナトリウム又は他の塩基の非存在下では、 過硫酸塩が湿潤強度樹脂を酸化するときに生ずる酸性重硫酸塩かｐＨを７よりも 下げることが予測される。 実施例３ 種々の銅塩による脱色 この実験では、第一銅ならびに第二銅の塩を包含するいくつかの銅源の効力を 試験した。湿潤強度樹脂を含有するばら色に着色された薄葉紙を使用した。組成 物を調製し、１時間ローラーミル（以下「ローラーミル法」とする）でかきまぜ 、本明細書に記載する標準的リパルピング法を用いた。組成物は５％ｏｗｆで適 用した。その結果を表３に示す。 表３はアルカリ条件下でばら色に着色された薄葉紙を脱色する種々の銅化合物 の有効性を例示している。薄葉紙はばら色であったので、赤色の減少が最も重要 であった。不溶性酸化銅は脱色剤としてあまり効果的ではなかった。より高い可 溶性の塩化銅及び硫酸銅は１ｐｐｍより低い量であってもより低い可溶性の銅塩 よりもより効果的である。１ｐｐｍの硫酸銅は、この実験で試験された最も効果 のある銅であり、最も低い赤色値を与えた。 実施例４ 実験脱色組成物Ｉ 表４に記載した８つの組成物を調製し、ばら色に着色した湿潤強度紙を脱色す るこれらの組成物の能力について評価した。アスコルビン酸（ＡｓｃＯＨ）／鉄 塩、又はＡｓｃＯＨ／銅塩をアルカリ性又は中性過硫酸ナトリウム混合物に下記 の方法を使用して加えた。２５０ｍＬエルレンマイヤーフラスコに２００ｍＬ水 導水を加え、電子レンジで７０℃に加熱した。次いで、ばら色着色薄葉紙の２ｇ サンプルを各フラスコに加えた。各組成物の１ｇづつを８つのフラスコの各々に 加えた。７５％過硫酸塩及び２５％炭酸塩のみを含有する組成物の１．０ｇを９ 番目のフラスコに加えた。２時間にわったって観測を記録した。 使用した組成物を下記の表４に記載する。 上記の表の中で、７５％過硫酸塩／２５％炭酸塩／アスコルビン酸／金属塩を 含有する組成物１及び２が急速な脱色をもたらし、最も良く作用する。銅の増加 したレベルを含有する組成物４がその次に良く作用した。４０〜７０％の着色減 少を示す組成物３及び５−８がその次に良く作用した。７５％過硫酸塩／２５％ 炭酸塩を含有する組成物９が最も低い作用効果を示した。 ７５％過硫酸塩／２５％炭酸塩組成物は７５％過硫酸塩／２５％硫酸塩を含有 する組成物よりもより優れていた。この改良は硫酸塩によって提供される低いｐ Ｈに比べて、炭酸塩によって提供されるより高いｐＨ（９−１０）に主として基 づくものと信じられる。 ７５％過硫酸塩／２５％炭酸塩組成物については、少ない量の銅が良く作用し 、一般的に銅塩のより少ない量がより優れた結果を与える。残留鉄がパルプにわ ずかであるが黄褐色を与えるので銅塩が鉄塩よりも優れているが、両者の塩は紙 の脱色を高める。 実施例５ 実験脱色組成物II この実験では、銅を含む７５％過硫酸塩／２５％炭酸塩と銅を含まないこの組 成物とは、湿潤強度樹脂を含有しない６つの紙サンプル（灰色、黄 色がかった薄緑（シャルトルーズ）、サクランボ色、緑、象牙色、及び青）の脱 色作用について下記の方法によって評価された。 サンプルを１インチ平方に切断した。６つのサンプル色の各々について、３． ０ｇのサンプル紙を、一列に置かれ、６つの異なる色ごとに別個の列を持つフラ スコの６つのカラムを提供する三個のエリエンマイヤーフラスコ（ｅｒｉｅｎｍ ｅｙｅｒ ｆｌａｓｋｓ）の各々に加えた。 化学薬品を損紙サンプルの第１列目のフラスコには加えなかった。第２列目の 各々のフラスコを７５％過硫酸塩／２５％炭酸塩組成物の０．５０ｇで処理した 。第３列目のサンプルを０．５０ｇ７５％過硫酸塩／２５％炭酸塩／０．０１ｇ アスコルビン酸（ＡｓｃＯＨ）及び０．００１ｇＣｕＳＯ₄組成物で処理した。 各フラスコに次で７０℃に予熱した水導水１００ｍＬを加えた。全てのフラス コを穏やかにかきまぜて化学薬品を混ぜた。処理後１６時間後に観測を記録した 。得られた実験結果を下記の表５に示す。 上記の表５において、第１列目の未処理の着色紙は色の変化を受けなかった。 過硫酸塩／炭酸塩のみによって処理された第２列目の着色紙はある程度の脱色を 示した。青色染料は完全に除去され、緑色着色紙は黄色に変わり、そしてその他 の着色紙はわずかに色あせた。第３列目の組成物、即ち過硫酸塩／アスコルビン 酸／銅は改良された脱色作用を示した。青色染料は除去され、緑色着色紙は黄色 に変わり、そして他の着色は著しく減少した。 ７５％過硫酸塩／２５％炭酸塩のみによって完全に除去された青色染料が銅− 基材染料であったことは注目すべきである。従って、たとえ銅が加えられなくて も、その染料によって与えられるその場の銅が脱色法において重要な役割を果し た。この銅／ＡｓｃＯＨ強化過硫酸塩／炭酸塩は過硫酸塩／炭酸塩のみよりも染 料のより広い範囲に対して効果的であった。 実施例６ 実験脱色組成物III この試験例は、Ｄ−ソルビトール、Ｌ−ソルボース、Ｄ−リボース、Ｄ−マン ニトール、Ｄ−グルコース及びＤ−ガラクトースを包含するシス−ヒドロキシサ ッカライドを使用する７５％過硫酸塩／２５％炭酸塩／銅／サッカライド組成物 の脱色効力を説明するものである。 標準ローラーミル法及びリパルピング法を使用した。湿潤強度樹脂を含有する ばら色着色薄葉紙をＢＴ−１００の９７．９９％、２．００％サッカライド及び ０．０１％硫酸鉄を含有する組成物によって５％ｏｗｆの適用比で処理した。そ の結果を下記の表６に例示する。 表６は過硫酸塩／炭酸塩単独が、ｐＨ１０処理に比べて、ＩＳＯブライトネス （５３．２４対４３．４８）及びライトネス（７９．４４対７３．１０）を効果 的に改良したことを例示している。この着色紙は赤色は薄くなったが、黄色がわ ずかに増加した。各々の範鴫の改良はＤ−ソルビトール／Ｃｕ及びＤ−マンニト ール／Ｃｕによる捕捉的処理によって与えられた。各々について、高いブライト ネス及びライトネスの組合せ並びに低い 赤／緑色値及び黄／青色値が注目された。このばら色着色紙の赤色値の減少は容 易に理解できた。Ｄ−ソルビトールが最もよい色減少（５．１）を与えた。Ｄ− マンニトールが次に良い減少（８．９）を与えた。 実施例７ ばら色着色紙のリパルピング 実施例７はばら色着色湿潤強度紙のリパルピングを説明し、そして銅を含む（ 処理Ｂ）及び銅を含まない（処理Ａ）過硫酸ナトリウム及び炭酸塩の作用効果を 比較するものである。 前述のローラーミル法及びリパルピング法を使用し、その結果を表７に記載す る。水源「水導水」が表７に示されている場合には１ｐｐｍＣｕを含有する水導 水を使用した。脱イオン水はＣｕを含有していない。表７が示す如く、銅はアル カリ性過硫酸ナトリウムのリパルピング効力を高める。これは１ｐｐｍ銅による リパルプ時間のほぼ４０％の減少によって証明される。 脱イオン水及び水導水の比較 実施例８ 脱色効力についての染料の銅含有量の影響Ｉ 実施例８は銅含有染料によって青色に染色された湿潤強度薄葉紙の脱色を説明 する。前述のローラーミル法及びリパルピング法を使用した。その結果を表８に 記載する。１５分のリパルピング時間を用いた。 表８に示されている如く、試験された３つの組成物の各々はこの銅含有染料の 脱色に良く作用した。各々の場合に黄／青色値は３より小さく、残留染料が視覚 し得なかったことを意味している。 実施例９ 脱色効力についての染料の銅含有量の影響II 実施例９は銅含有緑色染料によって着色された湿潤強度紙の脱色を説明する。 前述のローラーミル法及びリパルピング法を使用した。その結果を表９に記載す る。１５分のリパルピング時間を用いた。 表８及び９に表示したデータは銅イオンの添加が過硫酸塩の脱色作用を効果的 に高めることを説明している。 実施例１０ 脱色効力についての染料の銅含有の影響III 実施例１０は銅含有染料を使用しなかったばら色着色湿潤強度紙の脱色を説明 する。前述のローラーミル法及びリパルピング法を使用した。その結果を表１０ に示す。１５分のリパルピング時間を用いた。 表１０では銅の存在下で過硫酸塩及び塩基の混合物が脱色を高めることを表示 している。 実施例１１ 脱色効力についての染料の銅含有の影響IV 銅含有染料を用いなかった黄色着色湿潤強度薄葉紙の脱色を説明する。前述の ローラーミル法及びリパルピング法を使用した。その結果を表１１に記載する。 １５分のリパルピング時間を用いた。 実施例１１はこの例で使用した黄色染料の効果的な脱色のために銅が必要であ ったことを示している。 実施例１２ 脱色効力についてのｐＨの影響 実施例１２は銅含有染料を用いなかったばら色着色湿潤強度紙の脱色を説明し ている。前述のローラーミル法及びリパルピング／脱色法を使用した。その結果 を表１２に記載する。１５分の脱色時間を使用した。処理剤「対照」又は「Ｂ」 をこの系に加えた時に初期ｐＨを記録した。 表１２は過硫酸塩及び銅が脱色剤としてｐＨの広い範囲（約ｐＨ２〜約１０． ５）にわたって効果的であることを表示している。そして最高の脱色は約２〜約 ９．５の範囲で生ずることを表示している。 実施例１３ リパルピング効力についてのｐＨの影響 実施例１３は銅含有染料を用いなかったばら色着色湿潤強度紙のリパルピング を説明している。前述のローラーミル法及びリパルピング法を使用した。その結 果を表１３に表示する。 表１３は２．１〜１０．５のｐＨ範囲内でのリパルピングにおける過硫酸塩及 び銅塩の作用効果を表示している。リパルピング効果は試験された全てのｐＨに わたって良好であった。しかしｐＨがわずかに酸性（＞４）から塩基性に増加す る時にさらに改良された。この実験はｐＨｉ＞７のとき効力がさらに改良された こと及び最も大きなリパルピング効力がｐＨｉ＞８で生ずることを表示している 。 実施例１４ 脱色効力についての温度の影響 実施例１４は銅含有染料を用いなかったはら色着色湿潤強度紙の脱色を説明す る。前述のローラーミル法及びリパルピング／脱色法を使用した。その結果を表 １４に記載する。１５分のリパルピング時間を用いた。脱色が指示した時間で生 じた。 表１４は着色紙が過硫酸ナトリウム及び硫酸銅で処理された時脱色が約５０℃ 以上で始まることを表示している。銅塩が使用されない場合には脱色は７０℃で 始まるが、満足できるレベルではないことを表示している。 実施例１５ リパルピング効果についての温度の影響 実施例１５は銅含有染料を用いなかったばら色着色湿潤強度紙のリパルピング を説明している。前述のローラーミル法及びリパルピング／脱色法を使用した。 その結果を表１５に記載する。リパルピングは指示した温度で生じた。 表１５はリパルピングが４０℃で生じて、温度が増加する時にリパルピング効 力を改良することを表示している。また、銅の存在が銅の非存在に比べてリパル ピング効力を改良した。 実施例１６ 脱色効力についてのアルカリ性源の影響 実施例１６は銅含有染料を使用しなかったばら色着色湿潤強度紙の脱色を説明 する。前述のローラーミル法及びリパルピング／脱色法を用いた。その結果を表 １６に記載する。１５分のリパルピング時間を用いた。脱色が指示されたｐＨ条 件下で生じた。 表１６はｐＨ調節剤として水酸化ナトリウム又は硫酸ナトリウムを用いる着色 減少に対する銅イオンを持つ過硫酸ナトリウムの効力を示す。塩基として水酸化 ナトリウムを使用することによってその赤色が３．３の受容し得る値にまで減少 した。同様に塩基として硫酸ナトリウムを使用することによってその赤色値が４ ．５まで著しく減少した。その赤色値は処理時間のわずかな増加でさらに減少す ることが予測される。黄色値の増加は、Ｎａ₂ＳＯ₄がｐＨを調節するために使用 される時に用いられる硫酸の高濃度によって与えられているのかもしれない。通 常、十分な接触時間によって、黄色値がさらに減少するであろうと信じられる。 しかしながら、ある場合には、異なったｐＨ調節剤を選択すること、あるいは多 量に用いると着色の問題を惹起すかも知れない特定のｐＨ調節剤はもっと少量で 使用することが必要であるかも知れない。 実施例１７ リパルピング効力についてのアルカリ性源の影響 実施例１７は銅含有染料を使用しなかったばら色着色湿潤強度紙のリパルピン グを説明する。前述のローラーミル法及びリパルピング／脱色法を使用した。そ の結果を表１７に記載する。１５分のリパルピング時間を用いた。リパルピング は指示されたｐＨ条件下で生じた。 表１７は８．３の初期ｐＨを生ずるセスキ炭酸塩がリパルピング時間を最短に するための最良のアルカリ性源であることを表示している。しかし、使用した各 々のｐＨで試験した処理剤は良好な結果を与えた。 実施例１８ 銅活性化過硫酸塩によるリパルピングタオリング等級 実施例１８は過硫酸ナトリウムを銅及び塩基、例えば炭酸ナトリウム又はセス キ炭酸ナトリウム、と一緒に使用する、タオリング（toweling）の種々な等級の リパルピングを説明する。前述のローラーミル法及びリパルピング／脱色法を使 用した。その結果を表１８に記載する。 表１８は、段階６を達成するために報告された時間によって明らかにされてい る如く、リパルピング時間が平均で約５０％まで短縮されていることによって、 リパルピング組成物中の銅がリパルピング効果を高めることを表示している。 実施例１９ リパルピング比較：過硫酸塩／銅及びペルオキソ−硫酸塩 実施例１９は種々の湿潤強度紙を示し、そしてカロン酸塩（caroate）含有組 成物の効力を本発明の具体例と比較する。前述のローラーミル法及びリパルピン グ法を使用した。その結果を表１９に記載する。 表１９に表示されている如く、過硫酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムと一緒に 使用される場合に銅はカロン酸塩基材過酸素に比べてリパルピングを高める。 実施例２０ ソルビトール／Ｃｕ及びアスコルビン酸／Ｃｕによる脱色 この実施例はばら色着色紙に対する種々の組成物の脱色効力を説明する。現在 の工業的規準である次亜塩素酸塩を規準として使用した。オキソンが 脱色及びリパルピングの両方で産業上使用されているので、オキソンを使用した 。前述のローラーミル法及びリパルピング法を使用した。組成物は５％ｏｗｆで 適用した。Ｄ−ソルビトールと同様にアスコルビン酸はシス−ヒドロキシル基を 持つ。 この試験の結果を下記の表２０に記載する。 ７５％過硫酸ナトリウム及び２５％炭酸ナトリウムの混合物は６％ＯＷＦの量 でｐＨ１０の処理剤に比べてＩＳＯブライトネス（５３．２１対４ ３．４８）及びライトネス（８０．５３対７３．１０）を効果的に改良した。こ の紙はまた赤色を減少させたが、黄色をわずかに増加させた。 過硫酸塩／炭酸塩組成物は増加レベルで多少効果的であった。脱色において重 要な改良は、アスコルビン酸／銅又はＤ−ソルビトール／銅のいずれかが過硫酸 塩及び炭酸塩と共に加えられる時に達成された。両者の処理剤はばら色着色紙ナ プキンの赤色値の低下に関してオキソン処理剤よりもより優れたパルプを与えた 。しかしながら、次亜塩素酸塩（ＯＣｌ^-）は赤色減少用の非塩素処理剤のいず れよりもわずかに優れていた。 この試験において、過硫酸塩系はペルオキソ−硫酸塩よりもより効果的であっ たが、次亜塩素酸塩ほど効果的ではなかった。 実施例２１ サッカライド／銅混合物による脱色 実施例２１はＤ−ソルビトール／Ｃｕ、Ｄ−マンニトール／Ｃｕ、又は銅と一 緒の三つの過硫酸塩／炭酸塩の使用の脱色効力を説明する。ばら色着色紙を含有 する湿潤強度樹脂由来の損紙を紙サンプルとして使用した。本明細書に記載する リパルピング法及びローラーミル法を使用した。その結果を表２１に記載し、そ の組成物を表２１Ａに表示する。 表２１において三つの銅添加組成物はばら色着色紙ナプキンに関連する赤色値 を下げる効果において本質的に等しい。他の全ての値（ブライトネス、ライトネ ス、赤／緑及び黄／青）もまた本質的に等しい。これらは銅を含有しない組成物 １より著しく優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，Ｔ Ｊ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．過硫酸塩５１−９４％； ｐＨ調節剤４−４３％； 銅、鉄、銀及びニッケルの各可溶性塩からなる群から選ばれた可溶性触媒０ ．０５−６％；及び Ｄ−マンニトールよりも該触媒を還元する能力が大きくないサッカライド０ −１０％の混合物からなることを特徴とする損紙のリパルピング及び／又は脱色 用組成物。 ２．ｐＨ調節剤がアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアンモニウムの各炭酸塩 、重炭酸塩及びセスキ炭酸塩からなる群から選ばれた塩基であり； 触媒が銅塩であり； サッカライドがアスコルビン酸、Ｄ−ソルビトール及びＤ−マンニトールか らなる群から選ばれ；そして 組成物が過硫酸塩６０−８５％、 塩基１４−３９％、サッカライド０−４％及び銅塩０．０５−３．０％を含 有する請求項１記載の組成物。 ３．混合物が過硫酸塩７０−８０％、セスキ炭酸塩２０−２９％及び銅塩０．１ −２％を含有する請求項２記載の組成物。 ４．損紙と請求項１記載の組成物少なくとも０．５％ｏｗｆの混合物からなる水 性スラリーを攪拌し； 水性スラリーを少なくとも５０℃に加熱し、次いで ５０℃以上の温度に、損紙が脱色するに十分な時間水性スラリーを維持する ことを特徴とする損紙の脱色方法。 ５．損紙と請求項２記載の組成物少なくとも０．５％ｏｗｆの混合物から なる水性スラリーを攪拌し； 水性スラリーを少なくとも６０℃に加熱し、次いで ６０℃以上の温度に損紙が脱色するに十分な時間水性スラリーを維持するこ とを特徴とする損紙の脱色方法。 ６．請求項２記載の組成物の１−１２％ｏｗｆが損紙の脱色用に用いられる請求 項５記載の方法。 ７．損紙と請求項２記載の組成物少なくとも０．５％ｏｗｆの混合物からなる水 性スラリーを攪拌し； 水性スラリーを少なくとも５０℃に加熱し、次いで ５０℃以上の温度に、損紙が脱色するに十分な時間水性スラリーを維持する ことを特徴とする損紙の脱色方法。 ８．組成物の１−１２％ｏｗｆが用いられる請求項７記載の方法。 ９．損紙と請求項１記載の組成物少なくとも０．５％ｏｗｆの混合物からなる水 性スラリーを攪拌し； 水性スラリーを少なくとも５０℃に加熱し、次いで 少なくとも段階５のパルプが得られるまで５０℃以上の温度を維持すること を特徴とする損失のリパルピング方法。 １０．損紙と請求項２記載の組成物少なくとも０．５％ｏｗｆの混合物からなる 水性スラリーを攪拌し； 水性スラリーを少なくとも５０℃に加熱し、次いで 少なくとも段階５のパルプが得られるまで５０℃以上の温度を維持すること を特徴とする損失のリパルピング方法。 １１．請求項２記載の組成物の１−１２％ｏｗｆを損紙のリパルピング用に用い る請求項１０記載の方法。 １２．損紙と請求項２記載の組成物少なくとも０．５％ｏｗｆの混合物か らなる水性スラリーを攪拌し； 水性スラリーを少なくとも５０℃に加熱し、次いで 少なくとも段階５のパルプが得られるまで５０℃以上の温度を維持すること を特徴とする損失のリパルピング方法。 １３．組成物の１−１２％ｏｗｆを用いる請求項１２記載の方法。 １４．損紙、２−１１の範囲にｐＨを調節するためのｐＨ調節剤、及び過硫酸塩 ５１−９４％と銅、鉄、銀及びニッケルの各可溶性塩からなる群から選ばれた触 媒０．０５−６％からなる水性スラリーを攪拌し； 水性スラリーをリパルピングを開始するに十分な温度に加熱し；そして少な くとも段階５のパルプが得られるまで該温度以上に維持することを特徴とする湿 潤強度損紙のリパルピング方法。 １５．ｐＨ調節剤がセスキ炭酸塩、炭酸塩及び重炭酸塩の少なくとも１つから選 ばれ； 触媒が銅塩であり；そして 混合物が過炭酸塩６１−８５％、セスキ炭酸塩１４−１９％、及び銅塩０． １−２％を含有する請求項９記載の方法。 １６．損紙、２−１１の範囲にｐＨを調節するための手段、及び過硫酸塩５１− ９４％と銅、鉄、銀及びニッケルの各可溶性塩からなる群から選ばれた触媒０． ０５−６％を含有する混合物の少なくとも０．５％ｏｗｆからなる水性スラリー を攪拌し； 水性スラリーを少なくとも６０℃に加熱し；そして 少なくとも段階５のパルプが得られるまで該温度以上に維持することを特徴 とする湿潤強度損紙の脱色方法。 １７．ｐＨ調節剤手段がセスキ炭酸塩、炭酸塩及び重炭酸塩から選ばれ； 触媒が銅塩であり、そして 混合物が過硫酸塩７０−８０％、 セスキ炭酸塩２０−２９％ｏｗｆ、 及び銅塩０．１−２％を含有する請求項１５記載の方法。