JPH101888A

JPH101888A - 脱墨剤

Info

Publication number: JPH101888A
Application number: JP15689496A
Authority: JP
Inventors: Koji Hamaguchi; 公司浜口; Toshiki Souwa; 利樹宗和; Yoshito Hamada; 義人濱田; 広通 ▲高▼橋; Hiromichi Takahashi
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-06
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JP3207116B2

Abstract

(57)【要約】【課題】白色度が高く、且つリジェクト中の夾雑物
が少なく、排水処理の際の負荷を軽減できる脱墨剤を提
供する。【解決手段】次の一般式（１）で表される化合物を含
有する脱墨剤。 R¹-O(AO)_n-R² （１）（式中、R¹は炭素数８〜36のアルキル基等、AOはオキシ
エチレン基を必須とする二種以上のオキシアルキレン
基、R²は炭素数１〜36のアルキル基等、nは10〜300の数
を示す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は古紙再生用脱墨剤に
関し、更に詳しくは、脱墨性能に優れ、かつ各脱墨工程
に要求される脱墨性能を具備した古紙再生用脱墨剤に関
する。

【０００２】

【従来の技術】古紙の再生は脱墨処理により原料古紙か
らインキを剥離し、再生パルプを得て、再生紙を製造す
ることにより行われる。

【０００３】近年、美しく品質安定性の高い印刷に対す
る需要の増大や印刷技術の進展により、原料古紙におけ
るインキの紙への結合が強固になってきており、さら
に、古紙回収システムが整備され、原料古紙の供給が安
定し、原料古紙の在庫期間が長くなってきていることか
ら、インキの難剥離化が進行している。このことから、
インキ剥離性に優れる高級アルコール系非イオン性脱墨
剤の普及が顕著となっている。高級アルコール系非イオ
ン性脱墨剤の機能設計の考え方は、疎水基としての高級
アルコール骨格にインキ吸着機能を担わせ、親水基とし
ての高級アルコール骨格に付加したアルキレンオキサイ
ド基としてエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、ブチレンオキサイド等の親水性の異なる単位をうま
く組み合わせ、そのバランスをとると共にその高分子量
物質としての機能を加えて他の重要な脱墨性能（凝集
性、起泡性、捕集性、消泡性）を担わせるということが
基本である。これまで開示されている技術の多くは、ア
ルキレンオキサイド基の配列の仕方を工夫して脱墨性能
の強化をしてきたものである。

【０００４】ここで、アルキレンオキサイド基の配列に
着目すると、従来の配列は、以下の３つのパターンに分
類できる。Ａ．エチレンオキサイド基を必ず含む１種類以上のアル
キレンオキサイド基がブロック配列している（例えば特
開昭60−104589号公報、特開昭58−18494 号公報、特開
平５−263379号公報等）。Ｂ．エチレンオキサイド基を必ず含む１種類以上のアル
キレンオキサイド基がランダム配列している（例えば特
公平４−80151 号公報、特開昭61−41386 号公報、特開
昭55−51891 号公報、特開平４−361681号公報等）。Ｃ．エチレンオキサイド基を必ず含み、ブロック配列
と、ランダム配列が混在している（特公平４−80153 号
公報、特開昭61−186592号公報、特開平４−361681号公
報、特開平５−186985号公報、特開昭55−51892 号公報
等）。

【０００５】また、特開平１−２６６２９２号、特開平
７−１４５５８２号には、アルコール系EO付加物からな
る脱墨剤が開示されている。

【０００６】更に、インキ捕集能の大きい脱墨剤とし
て、高級脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物が古くか
ら知られている。例えば日本特許第１５２５６４４号及
び日本特許第１５３１６１３号にはその脱墨剤としての
利用が開示されている。また、特開昭６４−１１７５６
号、特開平５−７１０８６号等にも高級脂肪酸のアルキ
レンオキサイド付加物からなる脱墨剤が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】脱墨処理に使用される
脱墨剤に要求される性能としては、フロテーション法を
例にすると、 (1) ミキシング工程でのインキの古紙からの剥離力 (2) フロテーション工程でのインキの適度な凝集力 (3) フロテーション工程での凝集したインキを吸着する
ための適度な起泡力及び捕集力 (4) フロテーション工程後の効率の良い操業を行うため
の消泡力の４つであり、これらをバランスよく備えていなければ
ならない。

【０００８】上記で例示した各種脱墨剤、特にアルキレ
ンオキサイド付加型の脱墨剤は、上記の(1) 〜(4) の性
能に応じて設計の変更が可能であるが、(1) 〜(4) の性
能を全て満足させることは困難であり、また煩雑であ
る。

【０００９】また、脱墨効率等の面からは、脱墨工程で
生じる排水中からできるだけ夾雑物の量を低減すること
が望まれる。これは、排水処理の際の負荷を軽減し効率
の向上を図るためである。特に高起泡型、高圧型フロテ
ーターを用いた場合、このような要求が強い。

【００１０】従来は、主として上記(1) 〜(4) のような
脱墨性能の面から脱墨剤の性能を向上させることが行わ
れていたが、今後は環境に及ぼす影響や脱墨効率の向上
などから排水中の夾雑物をより低減できる脱墨剤が望ま
れると予想される。しかしながら、上記した従来の脱墨
剤では、脱墨性能、特に脱墨性能の代表的な指標である
白色度の向上と、排水中からの夾雑物の低減を同時に達
成することは困難であった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の様な課題
に対し、末端がアルキル基等でエンドキャップされ、エ
チレンオキシドを必須とするアルキレンオキシドユニッ
トを含むポリオキシアルキレンエーテル型の化合物を脱
墨剤として用いることにより、満足すべき白色度と排水
中からの夾雑物の低減効果が同時に得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【００１２】すなわち、次の一般式（１）で表される化
合物を含有することを特徴とする脱墨剤を提供するもの
である。 R¹-O(AO)_n-R² （１）（式中、R¹は同一又は異なって、直鎖又は分岐鎖の炭素
数８〜36のアルキル基又はアルケニル基を示し、AOはオ
キシエチレン基（以下EOと表記する）を必須とする二種
以上の直鎖又は分岐鎖の炭素数２〜４のオキシアルキレ
ン基を示し、R²は直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基で置
換されていてもよい炭素数３〜８のシクロアルキル基又
は直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１〜36のアルキル基を示
し、n は10〜300 の数を示す。）。

【００１３】本発明の化合物は前記一般式（１）で表さ
れるものであるが、式中、R¹で示される炭素数８〜36ま
での直鎖又は分岐鎖のアルキル基の具体例としては、オ
クチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリ
デシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、
ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル、
ヘンイコシル、ドコシル、トリコシル及びテトラコシル
等、あるいはヤシ油、牛脂等から誘導される混合アルキ
ル基等を挙げることができ、分岐鎖アルキル基として
は、例えば、エチルヘキシル、メチルヘプチル、エチル
ヘプチル、メチルノニル、メチルウンデシル、メチルヘ
プタデシル、ヘキシルデシル、オクチルデシルなどの基
を挙げることができる。またR¹は、これらに対応するア
ルケニル基であってもよい。これらのうち、R¹としては
直鎖の炭素数12〜24のアルキル基又はアルケニル基、特
には炭素数12〜18の直鎖のアルキル基が好ましい。

【００１４】R²で示される直鎖又は分岐鎖の炭素数１〜
36のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、
ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノ
ニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テ
トラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシ
ル、オクタデシル、メチルプロピル、メチルブチル、メ
チルペンチル、メチルヘキシル、メチルヘプチル、エチ
ルヘキシル、ヘキシルデシル、オクチルデシル等の基、
あるいはヤシ油、牛脂等から誘導される混合アルキル基
等が挙げられる。これらのうち、炭素数１〜18のアルキ
ル基、特に炭素数３〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル
基、更には直鎖の炭素数３〜８のアルキル基が好まし
い。

【００１５】また、直鎖又は分岐鎖のシクロアルキル基
としてはシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチ
ル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチ
ル、４−メチル−シクロヘキシル等が挙げられる。これ
らのうち、シクロヘキシル基が特に好ましい。

【００１６】一般式（１）中のAOはEOを必須とする二種
以上の直鎖又は分岐鎖の炭素数２〜４のオキシアルキレ
ン基であり、EO以外にはオキシプロピレン基（PO）、オ
キシブチレン基（BO）が使用できるが、好ましくはEOと
POである。その付加形態は、ブロック重合、ランダム重
合及びブロック・ランダム折衷重合のいずれでも良く、
好ましくはランダム重合である。EO／（EO以外のAOの総
量）の比率としては、モル比でEO／（EO以外のAOの総
量）＝４／１〜１／２が好ましい。更に好ましくはEO／
（EO以外のAOの総量）＝３／１〜１／1.5 である。ま
た、一般式（１）中のn は10〜300 が良く、好ましくは
20〜100 であり、更に好ましくは25〜70である。本発明
の脱墨剤として用いられる化合物はたとえば次の反応に
従って製造することができる。

【００１７】

【化１】

【００１８】（式中、R¹、AO、R²、n は前記した通りで
ある。R³，R⁴は同一又は異なって水素原子もしくは直鎖
又は分岐鎖の炭素数１〜35のアルキル基を示す。ただ
し、R³とR⁴の炭素数の和は35以下である。R⁵は直鎖又は
分岐鎖の炭素数２〜７のアルキレン基を示す。）上記に示したように、ヒドロキシ化合物（２）とカルボ
ニル化合物（３）とを、一般的な水素化触媒、例えばカ
ーボン粉末に担持されたパラジウム触媒を用いて水素雰
囲気下で反応させることにより、一般式（１）で表され
る化合物を得ることができる。

【００１９】ヒドロキシ化合物（２）とカルボニル化合
物（３）との反応モル比は、適宜設定できるが、
（２）：（３）＝１：１〜１：50程度が好ましい。この
反応は水素雰囲気下で行われるが、水素圧は適度な反応
速度が得られ、かつカルボニル基の還元も少ないことか
ら１（大気圧）〜250 kg／cm²が好ましく、１（大気
圧）〜150 kg／cm²が更に好ましい。反応温度は10〜20
0 ℃が好ましく50〜180 ℃が更に好ましい。また反応時
間は３〜25時間が好ましく、３〜15時間が更に好まし
い。

【００２０】また、本反応では、本発明において目的と
するエーテル化合物（１）とともに等モルの水を生成す
るが、脱水操作を行うことにより、本反応を促進させる
ことができる。脱水操作の一つとして脱水剤を加える方
法があり、脱水剤の具体例としては、無水硫酸マグネシ
ウム、無水硫酸ナトリウム、無水塩化カルシウム等が挙
げられるが、この中で無水硫酸マグネシウムが最も好ま
しい。脱水剤の量は使用する脱水剤の種類により異なる
が、例えば無水硫酸マグネシウムを用いた場合、ヒドロ
キシ化合物（２）に対して、0.05〜２倍モルが、さらに
は0.1 〜１倍モルが特に好ましい。その他、水素を流し
ながら水を留去する方法もある。

【００２１】本反応は、溶媒を使用せずとも可能である
が、適当な溶媒で希釈した形態で使用することもでき
る。この様な溶媒の例としては例えば、ｎ−ペンタン、
ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカ
ン、石油エーテル等の炭化水素溶媒、ジブチルエーテ
ル、ジヘキシルエーテル等のエーテル系溶媒などの不活
性有機溶媒類を使用することができる。

【００２２】そのほか、ハロゲン化アルキルと金属アル
コキシドとを反応させるウィリアムソン（Williamson)
の方法、アルコールとオレフィンとの酸触媒下の付加反
応、アルコールとアルキルサルフェートの反応、あるい
はエステル化合物の還元による方法等が可能であり、合
成法についてはこれらに限定されるものではない。

【００２３】本発明の脱墨剤は、単独で使用しても十分
な白色度を示すため、特に他の界面活性剤を併用しなく
ても構わない。よって、脱墨性能のみならず、脱墨剤の
製造や配合などの工程の簡略化、それに伴う汎用性や安
全性の向上といった産業上極めて有益な発明である。

【００２４】尚、本発明の脱墨剤は公知の脱墨剤、例え
ば、高級アルコール硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、高級アルコール及びアルキルフェノールのEO付加
物、脂肪酸及びその塩、脂肪酸AO付加物、油脂AO付加
物、モノステアリルグリセライドAO付加物、多価アルコ
ール部分エステル又は完全エステルAO付加物等と併用し
てもよい。本発明の脱墨剤と従来公知の脱墨剤とを併用
する場合、その併用比率は、本発明品／従来品＝100 ／
０〜10／90（重量比率）が好ましいが、特に好ましくは
100 ／０〜30／70（重量比率）である。

【００２５】本発明の脱墨剤はいずれの工程へ添加して
も、より高品位の脱墨パルプを得ることができる。一般
には、脱墨剤はミキシング工程（パルピング工程、ケミ
カルミキシング工程、ニーディング工程、リファイニン
グ工程等からなる）、あるいはフロテーション工程のい
ずれか、あるいは両方に添加されるが、好ましくはミキ
シング工程におけるパルピング工程で添加する。各工程
に分割添加する場合は、パルビング、ニーディング、デ
ィスパージング、ケミカルミキシング、リファイニング
の各工程に添加でき、前工程（パルピング工程）と後工
程（パルピング工程以降の工程）の脱墨剤の分割比率は
10／90〜90／10（重量比率）が好ましい。特に好ましく
は40／60〜60／40（重量比率）である。脱墨剤添加量は
操業性を損なわず、かつ経済的な範囲が望ましいが、原
料古紙に対し0.03〜1.0 重量％が好ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００２７】合成法表１に示す化合物 No.２を以下のようにして製造した。
水素ガス導入管及び攪拌装置を備えた500 ミリリットル
容オートクレーブにステアリルアルコールのエチレンオ
キサイド及びプロピレンオキサイドランダム付加物（平
均エチレンオキサイド付加モル数；20モル、平均プロピ
レンオキサイド付加モル数；20モル）83ｇ（0.036 モ
ル）、アセトン53ｇ（0.93モル）、無水硫酸マグネシウ
ム1.85ｇ（0.015 モル）、触媒として５％Pd−C(pH4.0)
1.7ｇを仕込み、水素圧 100kg／cm²下、150 ℃で10時
間反応させた。反応終了後、濾過により触媒及び硫酸マ
グネシウムを除去し、減圧下にて過剰のアセトンを除去
する事によりポリアルキレンオキサイド−イソプロピル
−ステアリルエーテルを無色透明な液体として74ｇ得た
（単離収率；87％）。表１〜２中のその他の化合物で合
成法との表記があるものは、上記に準じて合成を行っ
た。

【００２８】合成法表１に示す化合物 No.５をウイリアムソン法により製造
した。滴下ロート、窒素ガス導入管、冷却管及び攪拌装
置を備えた500 mlのフラスコに、C₁₈H₃₇O(EO₂₀PO₂₀)H、
粒子状水酸化ナトリウム（0.8 モル）を仕込み、窒素ガ
ス導入下80℃で１時間攪拌した。その後ステアリルブロ
マイド（0.8 モル）を１時間かけて滴下し、更に100 ℃
に昇温し、20時間攪拌を行った。反応終了後、水洗し、
更にカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物（0.13
モル）を得た。表１〜２中のその他の化合物で合成法
との表記があるものは、上記に準じて合成を行った。

【００２９】実施例１本実施例は脱墨剤のパルピング工程一括添加の例であ
る。市中回収新聞古紙を２×５cmに細断後、その一定量
を卓上離解機に入れ、その中に水及び苛性ソーダ（対原
料） 0.9％、珪酸ソーダ３号（対原料） 2.4％、30％過
酸化水素（対原料） 3.0％、表１〜２に示す脱墨剤（対
原料）0.3 ％を加え、パルプ濃度15％、45℃で12分離解
した後、55℃にて 120分間熟成処理を行った。その後、
高速脱水機で23％まで脱水し、回転速度 300rpm の２軸
型ラボニーダーでニーディング処理を行った。その後、
水を加えて４％まで希釈し、卓上離解機で再度30秒離解
する。そのスラリーを水で１％に希釈した後、30℃にて
10分間フロテーション処理を施し、フロテーションリジ
ェクト中のss量を測定した。フロテーション後のパルプ
スラリーを80メッシュワイヤーで４％濃度まで濃縮後、
水を加えて１％濃度に希釈し、タッピースタンダード抄
紙機にてパルプシートを作製した。

【００３０】なお、用いた用水の硬度は５°dHであり、
硬度はCaCl₂、MgCl₂を使用し、Ca／Mg＝８／２（モル
比）になる様に調整した。測色色差計にて得られたパル
プシートの白色度を測定した。その結果を表１〜２に示
す。なお、白色度の２％の違いは目視でも明らかな差で
ある。また、リジェクト中のss量は下記式によって求め
られる。ss量が低い程歩留りが良く、また排水中の夾雑
物が少なく排水処理の際の負荷が少なくて済むことを意
味する。ss量の１％の違いは実機では非常に大きな意味
がある。

【００３１】

【数１】

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】本発明の脱墨剤によれば、白色度が向上
し、且つフロテーションリジェクト中のss量が少なくな
り、排水処理能力が軽減できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼橋広通和歌山県和歌山市湊1334 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】次の一般式（１）で表される化合物を含
有することを特徴とする脱墨剤。 R¹-O(AO)_n-R² （１）（式中、R¹は同一又は異なって、直鎖又は分岐鎖の炭素
数８〜36のアルキル基又はアルケニル基を示し、AOはオ
キシエチレン基（以下EOと表記する）を必須とする二種
以上の直鎖又は分岐鎖の炭素数２〜４のオキシアルキレ
ン基を示し、R²は直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基で置
換されていてもよい炭素数３〜８のシクロアルキル基又
は直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１〜36のアルキル基を示
し、n は10〜300 の数を示す。）
【請求項２】前記一般式（１）中のR¹が炭素数12〜24
の直鎖アルキル基又はアルケニル基で、n が20〜100 の
数で、R²がシクロヘキシル基又は直鎖もしくは分岐鎖の
炭素数１〜18のアルキル基である請求項１記載の脱墨
剤。
【請求項３】前記一般式（１）中のAOがEO及びオキシ
プロピレン基（以下POと表記する）であり、EO／POモル
比が４／１〜１／２である請求項１又は２記載の脱墨
剤。
【請求項４】前記一般式（１）中のR²がシクロヘキシ
ル基又は直鎖もしくは分岐鎖の炭素数３〜10のアルキル
基である請求項１〜３の何れか１項記載の脱墨剤。