JPH11501704A - 新規な表面活性剤組成物及び紙の脱インクにおいてそれを使用する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 Ｃ₈−Ｃ₂₂アルファ−オレフィンスルホネートと、化学式ＲＯ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_1-4ＳＯ₃Ｎａ（この式中、ＲはＣ₈−Ｃ₁₈アルキル基）で示されるアルキルエーテルサルフェートとを含み、一種またはそれ以上のＣ₁−Ｃ₁₀アルコール、ある種のシクロヘキセニルジアシッドのジアルコキシレート、またはプロポキシル化した４級アンモニウム化合物を混入した混合物、並びに脂肪酸アルコキシレート、脂肪族アルコールのアルコキシレート、及び一種またはそれ以上の前記のシクロヘキシセニルジアシッドのジアルコキシレートとＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレートの混合物が、廃物紙の泡立て浮遊による脱インク法で用いた場合にインクの除去効果を高める。

Description

【発明の詳細な説明】 新規な表面活性剤組成物及び紙の脱インクにおいてそれを使用する方法 本発明は、紙からインクを除去するための廃物紙の処理に関する。更に特定す ると本発明は、廃物紙からインクを除去する際に有用な新規な表面活性剤組成物 、及びその紙からインクを除去する際にそのような新規な表面活性剤組成物を使 用する方法に関する。 新しい紙や紙製品を製造する際の供給源として使用済みの（「廃物の」）紙を リサイクルする場合の関心事が大きくなりつつあるため、商業で一般に用いられ た多くの異なるタイプの紙を加工するのにふさわしい効果的な製品及び工程に対 する要求が増加してきている。特に廃物紙からインクを除去する際に有用な工程 及び試薬について強い関心が残っている。明らかなことではあるが、リサイクル した廃物紙ができる限り白くてきれいになるように、廃物紙からインクを最大に 除くことが非常に望ましい。実際にこのような試薬は、新聞、インパクトに印刷 された紙及び非インパクトに印刷された紙などの一般に知られているタイプの紙 からインクの除去を最大にすることができるべきである。用いられる可能性のあ る紙がこのような異なるタイプであって、かつインクが異なるタイプであるため 、紙からインクを除去する際に用いることのできる有用で、有効な表面活性剤配 合剤と工程とを決める際に難題が持ち上がる。この難題は特に、廃物紙の供給原 料が異なるタイプの紙の混合物である場合に見られるもので、例えば紙がビジネ スや産業関連で入手されたような場合には度々見られる。 先行技術では、種々の表面活性剤及び表面活性剤を組み合せたものが紙の脱イ ンク作業で用いられている。この先行技術で開示された手法は有用であるかもし れないが、それらはさまざまな理由から決して理想には及ばない。したがって、 本発明の組成物によって示された有効性及び効力をもたらす表面活性剤配合剤に 対する必要性が依然として残っている。 例えば米国特許第４，３１１，５５２号には、例えば新聞などの廃物を脱イン クする工程が開示されており、ここではＣ₁₄−Ｃ₂₀アルファオレフィンスルホネ ートを含有する脱インク試薬を用いて、特に９モルのフェニルエトキシレートの ような非イオン性の洗浄剤と組み合わせて用いることでスラリーにする処理工程 が行われる。 米国特許第４，９３５，０９６号には廃物紙の脱インク法が開示されており、 ここでは脱インク試薬としてイオン性の表面活性剤を単独で、または非イオン性 の表面活性剤と組み合わせて用いている。開示されたイオン性表面活性剤の中に は、例えばアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム類、アルコールエーテル硫酸 ナトリウム類、アルコール硫酸ナトリウム類、及びアルキルまたはジアルキルス ルホサクシン酸ナトリウム類などのアルキルベンゼンまたは炭化水素から誘導さ れたアニオン性化合物が含まれる。開示されたカリオン性表面活性剤の中には、 モノ、ジあるいはトリアルキル４級アンモニウム化合物類が含まれる。開示され た非イオン性表面活性剤の中には、アルキルフェニルエトキシレート類、アルコ ールまたは脂肪酸のエトキシレート類、及び「混合エチレン／プロピレンオキサ イド付加体類」が含まれる。 米国特許第４，９６４，９４９号には、一種またはそれ以上のアルキレンオキ サイドを天然オイルまたは脂肪やポリハイドリックアルコールと反応させた生成 物を含み、さらにＣ₁₂−Ｃ₁₈アルコールのアルキレンオキサイド付加体からなる グループより選択された化合物、もしくはＣ₁₀−Ｃ₁₈アルコール、Ｃ₈−Ｃ₂₂脂 肪酸またはその塩のアルキレンオキサイド付加体のサルフェートを含む脱インク 試薬を用いた廃物紙の脱インク法が開示されている。 米国特許第５，１５８，６９７号には廃物紙の脱インク法が開示されており、 ここで用いた脱インク試薬は、１６−２０個の炭素原子を含む不飽和脂肪酸の一 個またはそれ以上のアルコキシル化した酸ダイマー及び酸ポリマー、１−１８個 の炭素原子を含むアルコールを用いてエステル化した１６−２０個の炭素原子を 含む不飽和脂肪酸の酸ダイマー及び酸ポリマーの部分的なエステルのアルコキシ レート、もしくは次の化学式で示されるアルコキシル化したジカルボン酸または ジカルボン酸のモノエステルを含んでいる。 ここでＸ基のうちの一方はＣＯＯＨで、もう一方はＨまたはＣＨ₃であり、Ｙ はＨまたはＲであり、そしてＲは１−１８個の炭素原子を含むアルキル基である 。 本発明は、下記の（Ａ）及び（Ｂ）からなるグループより選択された表面活性 剤混合物を含むことを特徴とする廃物紙を脱インクする泡立て浮遊法で用いられ る脱インク組成物に向けられたものである。 （Ａ）下記の（Ａ．１）及び（Ａ．２）の混合物、 （Ａ．１）８−２２個の炭素原子を含むアルファ−オレフィンスルホネート 、化学式Ｒ¹Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＳＯ₃Ｎａ（ここでｎは１−４、及びＲ¹はＣ₈ −Ｃ₁₈アルキル基）、及びそれらの混合物からなるグループより選択されたア ニオン性表面活性剤成分、及び （Ａ．２）下記の（Ａ．２．ａ）〜（Ａ．２．ｃ）からなるグループより選 択された第２の表面活性剤成分、 （Ａ．２．ａ）アルコキシレート部分に、プロポキシ：エトキシのモル比 率が０．５：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットが含 まれる直鎖状及び分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレート、 （Ａ．２．ｂ）次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアルコキ シレート、及び ［この式中、Ｒ²はＨまたはＣＨ₃、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２：１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ （Ａ．２．ｃ）化学式（Ｒ³）₃−Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ（ＰｒＯ）_9-40−Ｈ・ Ａ^-（この式中、ＰｒＯはプロポキシ基、それぞれのＲ³は独立してＣ₁−Ｃ₁₂ア ルキル基、及びＡはハライド、アセテート、ホスフェート、メチルサルフェート またはエチルサルフェートアニオンである。）で示されるプロポキシル化した４ 級 アンモニウム化合物、 （Ｂ）下記の（Ｂ．１）及び（Ｂ．２）の混合物、 （Ｂ．１）一種またはそれ以上の脂肪酸のアルコキシレートであって、脂肪 族アシル部分が１２−１８個の炭素原子を含み、アルコキシレート部分が１０− ３０個のエトキシユニットと５−２５個のプロポキシユニットを含む脂肪酸のア ルコキシレートと、１０−３０個のエトキシユニットと５−２５個のプロポキシ ユニットを持つ一種またはそれ以上のＣ₁₂−Ｃ₂₀アルコールのアルコキシレート との混合物、及び （Ｂ．２）下記の（Ｂ．２．ａ）及び（Ｂ．２．ｂ）からなるグループより 選択された第３の表面活性剤成分、 （Ｂ．２．ａ）（Ａ．２．ｂ）で定義されたジアシッドのジアルコキシレ ート、及び （Ｂ．２．ｂ）（Ａ．２．ａ）で定義された直鎖状及び分枝状Ｃ₁−Ｃ₁₀ アルコールのアルコキシレート。 本発明はまた、下記の（Ａ）及び（Ｂ）からなるグループより選択された表面 活性剤混合物を含む液状組成物中で泡立て浮遊法に廃物紙をかけることによって 廃物紙を脱インクする方法に向けられる。 （Ａ）下記の（Ａ．１）及び（Ａ．２）の混合物、 （Ａ．１）８−２２個の炭素原子を含むアルファ−オレフィンスルホネート 、化学式Ｒ¹Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＳＯ₃Ｎａ（ここでＲ¹はＣ₈−Ｃ₁₈アルキル 基、及びｎは１−４）、及びそれらの混合物からなるグループより選択されたア ニオン性表面活性剤成分、及び （Ａ．２）下記の（Ａ．２．ａ）〜（Ａ．２．ｃ）からなるグループより選 択された第２の表面活性剤成分、 （Ａ．２．ａ）アルコキシレート部分に、プロポキシ：エトキシのモル比 率が０．５：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットが含 まれる直鎖状及び分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレート、 （Ａ．２．ｂ）次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアルコキ シレート、及び ［この式中、Ｒ²はＣＨ₃またはＨ、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２：１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ （Ａ．２．ｃ）化学式（Ｒ³）₃−Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ（ＰｒＯ）_9-40−Ｈ・ Ａ^-（この式中、ＰｒＯはプロポキシ基、それぞれのＲ³は独立してＣ₁−Ｃ₁₂ア ルキル基、及びＡはハライド、アセテート、ホスフェート、メチルサルフェート またはエチルサルフェートアニオンである。）で示されるプロポキシル化した４ 級アンモニウム化合物、 （Ｂ）下記の（Ｂ．１）及び（Ｂ．２）の混合物、 （Ｂ．１）アルコキシレート部分が１０−３０個のエトキシユニットと５− ２５個のプロポキシユニットを含む一種またはそれ以上の脂肪酸のアルコキシレ ートと、１０−３０個のエトキシユニットと５−２５個のプロポキシユニットを 持つ一種またはそれ以上のＣ₁₂−Ｃ₂₀アルコールのアルコキシレートとの混合物 、及び （Ｂ．２）下記の（Ｂ．２．ａ）及び（Ｂ．２．ｂ）からなるグループより 選択された第３の表面活性剤成分、 （Ｂ．２．ａ）（Ａ．２．ｂ）で定義されたジアシッドのジアルコキシレ ート、及び （Ｂ．２．ｂ）（Ａ．２．ａ）で定義された直鎖状及び分枝状Ｃ₁−Ｃ₁₀ アルコールのアルコキシレート。 特に好ましい観点からすると、廃物紙をスラリー状にして、表面活性剤からな る前述した混合物のうちのどれかを含む液状溶媒中で泡立て浮遊法にかけ、これ によってインクと廃物紙をその液状溶媒中で分離し、続いて可溶化されたインク を含む液状溶媒からスラリー状の廃物紙を分離する。 本発明の組成物は特定すると、廃物紙からインクを除去する際に有用であり、 更に特定すると二種またはそれ以上の異なるタイプの紙を含む混合物が含まれる 廃物紙からインクを除去する際に有用である。なお二種またはそれ以上の異なる タイプの紙は、このタイプの印刷で用いられるインクのどれかを用いる従来のイ ンパクト−印刷法によって刻印されている紙であってもよいし、またこの種類の 印刷で用いられたインクのタイプのうちのどれかを用いる非−インパクト印刷法 （例えばレーザー印刷法など）によって刻印された紙であってもよい。 本発明の組成物の多くに存在する一成分は、アルファ−オレフィンスルホネー ト、アルキルエーテルサルフェート、またはそれらの混合物からなるアニオン性 表面活性剤成分である。アルファ−オレフィンスルホネートによって、それのハ イドロキシル化された対応物と同様に、８−２２個の炭素原子を含み、かつ少な くとも一個の炭素−炭素二重結合を含む直鎖状及び分枝状のアルケニル基のスル ホネートが意味され、それらには次の化学式（Ａ．１．ａ）及び（Ａ．ａ．ｂ） 、あるいはそれらの混合物のどれかを示す化合物が含まれるが、これらに限られ るわけではない。 Ｒ^a−ＣＨ＝ＣＨＳＯ₃Ｎａ （Ａ．１．ａ） Ｒ^a−ＣＨＯＨ−ＣＨ₂ＳＯ₃Ｎａ （Ａ．１．ｂ） これらの式中、Ｒ^aは直鎖状あるいは分枝状のアルキル基、好ましくは直鎖状で あって、この分子が全体として８−２０個の炭素原子を含むように選択されてい る。これらのアニオン性表面活性剤の好ましい実施例には、分子内に１４−１６ 個の炭素原子を含むアルファ−オレフィンスルホネートが含まれる。 アルキルエーテルサルフェートによって、化学式（Ａ．１．ｃ）で示される化 合物が意味される。 Ｒ¹Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＳＯ₃Ｎａ （Ａ．１．ｃ） この式中、ｎは１−４、及びＲはＣ₈−Ｃ₁₈アルキル基である。 前述した化学式のアニオン性表面活性剤は商業的に入手可能であって、既知の 産業上の化学的手法を用いて容易に合成することができる。好ましい商業的な実 施例には、「Witconate AOS」、即ちＣ₁₄−Ｃ₁₆アルファ−オレフィンスルホネ ート、及び「Witconate ES-3」、即ち前述した化学式（Ａ．１．ｃ）（ｎは３で あ って、Ｒ１はＣ１２−Ｃ１４アルキル基である。）に対応するラウリルエーテル 硫酸ナトリウムが含まれ、これらの両方はWitco Corp.より販売されている。 前述したアニオン性表面活性剤は、廃物紙からインクを除去する際に、特に下 記に記載したような泡立て浮遊法で用いられる場合に、そしてこのアニオン性表 面活性剤成分が数種の第２の表面活性剤成分、即ち次に記載した成分のどれかと 組み合わせて用いられる場合に特に有効で効力があることがわかっている。 あるこのような第２の表面活性剤成分は、１−１０個の炭素原子を含む直鎖状 や分枝状のアルコールの一種またはそれ以上のアルコキシレートを含んでいる。 このアルコールはプロポキシユニット及びエトキシユニットの両方でアルコキシ ル化することによって、得られたアルコキシレートはエトキシユニットに対する プロポキシユニットのモル比率が０．５：１〜２．０：１になる。ここに記載さ れているこのアルコキシル化化合物及び他の全てのアルコキシル化化合物では、 エトキシユニット及びプロポキシユニットがポリ（エトキシ）ブロック及びポリ （プロポキシ）ブロックとして存在していてもよいし、あるいは混ざりあってい てもよい。用いられるアルコールアルコキシレートには、ここに記載された望ま しい性質を示す本発明の望ましい表面活性剤組成物を形成できるこの化学式のう ちのどれかが含まれることが理解できるであろう。したがって、本発明の組成物 で用いられる前述した説明のアルコールアルコキシレートの分子量または鎖の長 さの範囲は、かなり広く変化する。前述した説明のアルコールアルコキシレート はこの組成物の他の成分に依存して有効性を持つが、実例の目的では、正確な数 値によって結合されていると解釈すべきではなく、前述した組成物の有用なアル コールアルコキシレートの分子量は一般的には約１０００〜約１０，０００の範 囲内であるらしいと理解すべきである。前述した説明と合致する満足のゆくアル コキシル化されたアルコールは、確率されている産業上の合成法を用いて容易に 合成することができるが、満足できるアルコキシル化されたアルコールの非常に 数多くの例が商業的に入手可能である。一つの代表的な商業的に入手できるアル コキシル化されたアルコールは「Witconol NS-500LQ」、即ち高分子量のアルコ キシル化されたブタノールである。 ここで前記に記載されたアニオン性表面活性剤と組み合わせて用いられる他の クラスのアルコキシレートは、化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアル コキシレートである。 この式中Ｒ²はＨまたはＣＨ₃であり、ここではジアシッドがジアルコキシル化さ れていて、即ち二つの−ＣＯＯＨ部位が、プロポキシ：エトキシのモル比率が０ ．２：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットを含むアル コキシレート鎖で置換されている。このプロポキシ及びエトキシユニットは散在 していてもよいし、あるいはそれぞれのタイプのユニットから形成されたブロッ クとして存在していてもよい。ジアルコキシル化されたジアシッドに含まれるア ルコキシユニットのモル数は、アルコキシル化したジアシッドがここで記載した ような表面活性剤組成物において有効性を発揮できるようになる鎖の長さの範囲 内に含まれればよい。しかしながら実例の目的では、満足のゆくジアルコキシル 化されたジアシッドは一般的には７５個までのアルコキシユニットを含んでおり 、好ましくは全体で２０〜６０個のアルコキシユニットを含むであろう。この化 合物は約１２００〜約３０００の範囲内の分子量である可能性がある。 この説明のアルコキル化されたジアシッドは、商業的に入手可能な対応するジ アシッドを、都合のよいアルコキシル化条件の下で適切に選択したモル数のエチ レンオキサイドとプロピレンオキサイドと反応させることによって容易に形成す ることができる。満足のゆくジアシッドには、Westvaco Corp.より入手すること ができる「Westvaco Diacid 1550」と「Westvaco Diacid 1575」が含まれ、ここ での主体のジアシッド成分は化学式（Ｂ−２）で置換基Ｒ²がＨのものに対応し ている。これらのジアッシドは米国特許第３，８９９，４７６号においてさらに 一般的に開示されている。 ここでの実施例に示されているように紙の供給原料の効果的な脱インクも、前 述した化学式（Ｂ−２）のシクロヘキセニルジアシッド誘導体の一種またはそれ 以上のジアルコキシレートを表面活性剤成分（まさに単独の表面活性剤成分とし て）として用いてなされている。 ここに記載されているアニオン性の表面活性剤成分と組み合わせて脱インク作 業で用いた場合、典型的な結果を示すことがわかっている他のタイプの表面活性 剤は、次の化学式（Ａ．２．ｃ）で示されるプロポキシル化された４級アンモニ ウム化合物である。 （Ｒ³）₃−Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ（ＰｒＯ）_9-40−Ｈ・Ａ^- （Ａ．２．ｃ） この式中、（ＰｒＯ）はプロポキシユニット、それぞれのＲ³基は独立してＣ₁− Ｃ₁₂アルキル基、及びＡはハライド、アセテート、ホスフェート、メチルサルフ ェートまたはエチルサルフェートアニオンである。好ましくはＲ³基の一つはメ チル基であり、また二つのＲ³基はエチル基である。更に好ましくはＡがクロラ イドを示す。 前述した化学式（Ａ．２．ｃ）で示されるプロポキシル化された４級アンモニ ウム化合物は容易に合成することができ、数個の例が商業的に入手可能である。 更に特定すると、前述した化学式で示されるプロポキシル化されたメチルジエチ ル４級アンモニウム化合物で、それぞれ９及び４０プロポキシユニットを含む「 Emcol CC-9」及び「Emcol CC-42」として知られている化合物は、Witco Corp.よ り商業的に入手することができる。これらの化合物はカチオン性であるため、前 述したアニオン性表面活性剤とともに廃物紙を脱インクする際に役にたつ表面活 性剤組成物を形成することのできるこれらのプロポキシル化された４級アンモニ ウム化合物の能力があるために、カチオン性及びアニオン性表面活性剤が作用す るとわかっているのと同じくらい効果的に作用するように相互依存的にそれらが 協同するというのではなく、カチオン性及びアニオン性表面活性剤が互いに相互 反応する（それらが反対にイオンチャージしているため）ことが簡単に予測され ることは特に驚くべきことである。 一方のアニオン性表面活性剤成分と、アルコールアルコキシレート、シクロヘ キセニルジアシッドのジアルコキシレート、またはプロポキシル化された４級ア ンモニウム化合物であればよいような上記に定義した他方の第２の表面活性剤成 分とは、廃物紙からインクを除去する際に効果的に促進できるように互いに関連 しあう量で同時に存在している。一般的にはアニオン性表面活性剤または表面活 性剤混合物の第２の表面活性剤（即ち、非イオン性やカチオン性の表面活性剤ま たは表面活性剤混合物）の存在に対する重量比は、２０：１〜１：２０であるべ きである。さらに好ましくは、アニオン性表面活性剤成分の第２の表面活性剤成 分に対する重量比は約５：１〜１：１であり、もっと好ましくは約４：１〜約１ ．５：１である。 また本発明で有用な表面活性剤組成物は、脂肪酸アルコキシレート、脂肪族ア ルコールアルコキシレート、及び第３の表面活性剤成分の混合物を含んでいる。 脂肪酸とは、１２〜１８個の炭素原子を含む脂肪酸のうちの一つあるいは混合物 を示す。脂肪酸アルコキシレートでは、アルコキシレート部分は１０−３０個の エトキシユニットと５−２５個のプロポキシユニットを含んでいる。脂肪族アル コールアルコキシレートは、１６−２０個の炭素原子を含む脂肪族アルコールか ら誘導することが好ましく、プロポキシ：エトキシのモル比率が０．５：１〜２ ．０：１となるようにプロポキシユニットとエトキシユニットを含むアルコキシ レート鎖で置換されている。このように結合されることを指定するわけではない が、典型的には脂肪族アルコールは、約１０００〜約３０００の範囲内の分子量 を示すべきである。 脂肪酸アルコキシレート及び脂肪族アルコールアルコキシレートと、第３の表 面活性剤との混合物が、廃物紙を脱インクするという典型的な結果を示すことが 検出されている。このような結果は特に、第３の表面活性剤が化学式（Ｂ−２） のジアシッドのアルコキシレートに関して上記で定義したようなシクロヘキセニ ルジアシッドのアルコキシレートである場合、また第３の表面活性剤が上記に記 載したような直鎖状または分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレートで ある場合に得られる。 一種またはそれ以上の脂肪酸アルコキシレート、脂肪族アルコールのアルコキ シレート、及びシクロヘキセニルジアシッドのジアルコキシレートやアルコール のアルコキシレートなどの示された第３の表面活性剤成分を含んでいる本発明の これらの表面活性剤組成物では、脂肪族アルコールのアルコキシレートに対する 脂肪酸アルコキシレートの重量比は１：１〜１０：１であり、第３の表面活性剤 成分に対する脂肪酸のアルコキシレートと脂肪族アルコールのアルコキシレート の和の比は１：２０〜２０：１であるが、好ましくは５：１〜１：１の範囲内で あり、更に好ましくは約２：１〜１：１の範囲内である。 本発明の表面活性剤配合剤は、示されている表面活性剤成分を望ましい相対量 に単に混合することによって、例えばその成分が入念にかつ均一に混合されるま で好適なタンク内で撹拌することによって製造することができる。水は、目的と する最終濃度の活性成分に依存して０．１重量％〜９０重量％の範囲内で存在し ていてもよい。 概して言うと効果的な脱インク法は、本発明の表面活性剤配合剤のどれかと廃 物紙を完全に接触させることによって行われ、好ましくは紙／インク界面にその 表面活性剤成分がうまく流動し、侵入するように水性または他の液状溶媒中で行 われる。好ましくは廃物紙をまずシュレッダーにかけるかまたは他の方法で小さ い断片に変えることによって、表面活性剤を運搬する液状溶媒と紙とインクとの 接触性を改善することができる。もちろん適当に攪拌すれば、表面活性剤成分と 紙／インク界面との間の目的とする接触性を高めさせることができる。 本発明の表面活性剤組成物を、廃物紙からインクを泡立てて浮遊させる方法と 関連させて用いることが好ましい。泡立てて浮遊される脱インク法の一般的な条 件はこの技術分野では既知である。廃物紙は水性溶液中、例えば好ましくは水酸 化ナトリウムのような塩基を添加してｐＨを適当に調節することによってアルカ リ性にされている溶液中でパルプ状にされる。ｐＨが約９〜１１であると好まし い。望ましい表面活性剤が、それぞれの化合物の量との間でふさわしい比率とな るように計算した量で添加される。表面活性剤の全体量は、セル内の紙の量に関 連して、また紙に付いているインク製品の一般的な量に関連して選択される。通 常表面活性剤の全量は約０．１重量％〜約５．０重量％であり、好ましくは廃物 紙の存在量に応じて約１．０重量％までである。表面活性剤の量が少ないと脱イ ンクの効力が小さくなる可能性があり、一方表面活性剤の量が多いと廃物紙の脱 インクについては効果があるが、用いた表面活性剤の追加量に比例して脱インク の効力が高まるという必然性はない。浮遊法のセルを通ってガス、通常は空気が 流れると液状の溶媒と廃物紙が攪拌され、それによって表面活性剤との接触性が 高くなり、廃物紙から取り除かれたインク粒子を、そのインクが安定して含まれ る泡の豊富な上部表面に移行させる。泡は連続的にまたは間欠的に除去すればよ い。セルの容量及び廃物紙の量とそのインク含有量に対して適当な時間が経過し た後で、その脱インクされた廃物紙のパルプは、回収して再生紙製造で再利用す るようにさらに加工処理すべくセルから除去される。 本発明は、廃物紙を脱インクする際、特に異なるタイプの紙の混合物からなる 廃物紙を脱インクする際の効果及び有効性を改良することがわかった。脱インク が改善されたことは、回収された紙製品の明るさの増加について、及び再生した 製品で回収された繊維のパーセントだけでなく除去したインクのパーセントにつ いて分析することで測定した。 次の実施例は、本発明を実施することで得られる意味のある好ましい結果を明 らかにしている。 実施例 脱インクすべき原材料を市販のパルプ形成装置（Morden Slushmaker）で再パ ルプ化した。原材料は、約９０重量％の帳面の紙と約１０重量％のコピー用紙（ 即ち、汎用の光コピー機によってプリントされたもの）を含んでいた。両方とも 、インク配合剤は色素の結合剤として用いられている炭化水素系樹脂を含んでい た。それぞれのバッチは、約６重量％の紙を含むパルプを形成するのに充分な量 の水と混合された４ポンドの紙（乾燥重量）を含んでいた。このパルプを約１２ ０°Ｆ、水酸化ナトリウムを用いて調節したｐＨ１０で３０分間、この装置内に 維持した。 それぞれの再パルプ化したバッチを続いて水で希釈して０．８重量％の濃度に するとともに温度を１００°Ｆに調節し、その後で得られたパルプの一部分をパ ルプ形成用タンクから在来型の脱インク用浮遊セルに移した。浮遊用セルが満た されたらすぐに、そのセルを通る水の流れを１分あたり１５ガロンに調節し、下 記に記述したそれぞれの表面活性剤組成物を別個のランで添加した。用いたすべ ての表面活性剤組成物を１リットルあたり６８．１グラムに希釈し、０．３、０ ．６、または０．９重量％（表面活性剤重量の全乾燥固形量に基づいて）のうち のいずれかで添加した。添加した表面活性剤を、このセルを通って空気が流れ始 め る前にそのセル中で５分間混合した。続いてセルを通って上方に空気流を流しは じめ、１分間あたり８立方フィートに調節してからそのセルをさらに１０分間作 動させた。 それぞれのパルプバッチのサンプルを浮遊する前と後とで集め、明るさと不純 物数の測定を行って分析した。６枚の空気乾燥用フィルターパッドをその脱イン クした紙から製造し、明るさの測定用として用いた。また「不純物数」（残って いる大きなインク粒子）についてはイメージ分析器を用いて２５×倍率で測定し た。さらに収率の計算のために泡を集めて測量した。 テストを行った種々の表面活性剤の組み合せが表１−Ａ及び表１−Ｂに記載さ れている。このテストの結果は表２に列記されている。 表２及び表３−Ｂの結果は、本発明の表面活性剤組成物が廃物紙の優れた脱イ ンク法を提供することを証明している。 また同じ工程を、上記に定義したシクロヘキセニルジアシッド「Westvaco Dia cid 1575」の種々のエトキシル化／プロポキシル化誘導体を表面活性剤として用 いて行った。この種々のアルコキシレートは表３−Ａにおいて同定されていて、 テスト結果については表３−Ｂに列挙されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セイモア・フリードマン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 07410 フェアローン プロスペクト アヴェニ ュー 1430

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下記の（Ａ）及び（Ｂ）からなるグループより選択された表面活性剤混合物 を含むことを特徴とする廃物紙を脱インクする泡立て浮遊法で用いられる脱イン ク組成物。 （Ａ）下記の（Ａ．１）及び（Ａ．２）の混合物、及び （Ａ．１）８−２２個の炭素原子を含むアルファ−オレフィンスルホネート 、化学式Ｒ¹Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＳＯ₃Ｎａ（ここでｎは１−４、及びＲ¹は８ −１８個の炭素原子を含むアルキル基）、及びそれらの混合物からなるグループ より選択されたアニオン性表面活性剤成分、及び （Ａ．２）下記の（Ａ．２．ａ）〜（Ａ．２．ｃ）からなるグループより選 択された第２の表面活性剤成分、 （Ａ．２．ａ）アルコキシレート部分に、プロポキシ：エトキシのモル比 率が０．５：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットが含 まれる直鎖状及び分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレート、 （Ａ．２．ｂ）次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアルコキ シレート、及び ［この式中、Ｒ²はＨまたはＣＨ₃、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２；１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ （Ａ．２．ｃ）化学式（Ｒ³）₃−Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ（ＰｒＯ）_9-40−Ｈ・ Ａ^-（この式中、ＰｒＯはプロポキシ基、それぞれのＲ³は独立してＣ₁−Ｃ₁₂ア ルキル基、及びＡはハライド、アセテート、ホスフェート、メチルサルフェート またはエチルサルフェートアニオンである。）で示されるプロポキシル化した４ 級アンモニウム化合物。 （Ｂ）下記の（Ｂ．１）及び（Ｂ．２）の混合物。 （Ｂ．１）一種またはそれ以上の脂肪酸のアルコキシレートであって、脂肪 族アシル部分が１２−１８個の炭素原子を含み、アルコキシレート部分が１０− ３０個のエトキシユニットと５−２５個のプロポキシユニットを含む脂肪酸のア ルコキシレートと、１０−３０個のエトキシユニットと５−２５個のプロポキシ ユニットを持つ一種またはそれ以上のＣ₁₂−Ｃ₂₀アルコールのアルコキシレート との混合物、及び （Ｂ．２）下記の（Ｂ．２．ａ）及び（Ｂ．２．ｂ）からなるグループより 選択された第３の表面活性剤成分、 （Ｂ．２．ａ）（Ａ．２．ｂ）で定義されたジアシッドのジアルコキシレ ート、及び （Ｂ．２．ｂ）（Ａ．２．ａ）で定義された直鎖状及び分枝状Ｃ₁−Ｃ₁₀ アルコールのアルコキシレート。 ２．下記の（Ａ．１）及び（Ａ．２）からなるグループより選択される表面活性 剤混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の脱インク組成物。 （Ａ．１）８−２２個の炭素原子を含むアルファ−オレフィンスルホネート、 化学式Ｒ¹Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＳＯ₃Ｎａ（ここでｎは１−４、及びＲ₁は８− １８個の炭素原子を含むアルキル基）、及びそれらの混合物からなるグループよ り選択されたアニオン性表面活性剤成分、及び （Ａ．２）下記の（Ａ．２．ａ）〜（Ａ．２．ｃ）からなるグループより選択 された第２の表面活性剤成分、 （Ａ．２．ａ）アルコキシレート部分に、プロポキシ：エトキシのモル比率 が０．５：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットが含ま れる直鎖状及び分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレート、 （Ａ．２．ｂ）次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアルコキシ レート、及び ［この式中、Ｒ²はＨまたはＣＨ₃、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２：１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ （Ａ．２．ｃ）化学式（Ｒ³）₃−Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ（ＰｒＯ）_9-40−Ｈ・Ａ^- （この式中、ＰｒＯはプロポキシ基、それぞれのＲ³は独立してＣ₁−Ｃ₁₂アル キル基、及びＡはハライド、アセテート、ホスフェート、メチルサルフェートま たはエチルサルフェートアニオンである。）で示されるプロポキシル化した４級 アンモニウム化合物。 ３．（Ａ．１）８−２２個の炭素原子を含むアルファ−オレフィンスルホネート の表面活性剤混合物と、 （Ａ．２．ａ）アルコキシレート部分に、プロポキシ：エトキシのモル比率 が０．５：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットが含ま れる直鎖状及び分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレート の表面活性剤混合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の脱インク組成物。 ４．（Ａ．１）８−２２個の炭素原子を含むアルファ−オレフィンスルホネート の表面活性剤混合物と、 （Ａ．２．ｂ）次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアルコキシ レート ［この式中、Ｒ²はＨまたはＣＨ₃、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２：１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ の表面活性剤混合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の脱インク組成物。 ５．（Ａ．１）８−２２個の炭素原子を含むアルファ−オレフィンスルホネート の表面活性剤混合物と、 （Ａ．２．ｃ）化学式（Ｒ³）₃−Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ（ＰｒＯ）_9-40−Ｈ・Ａ^- （この式中、ＰｒＯはプロポキシ基、それぞれのＲ³は独立してＣ₁−Ｃ₁₂アル キル基、及びＡはハライド、アセテート、ホスフェート、メチルサルフェートま たはエチルサルフェートアニオンである。）で示されるプロポキシル化した４級 アンモニウム化合物 の表面活性剤混合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の脱インク組成物。 ６．（Ａ．１）化学式Ｒ¹Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＳＯ₃Ｎａ（ここでｎは１−４ 、及びＲ¹は８−１８個の炭素原子を含むアルキル基である。）で示されるアル キルエーテルサルフェートと、 （Ａ．２．ａ）アルコキシレート部分に、プロポキシ：エトキシのモル比率 が０．５：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットが含ま れる直鎖状及び分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレート の表面活性剤混合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の脱インク組成物。 ７．（Ａ．１）化学式Ｒ¹Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＳＯ₃Ｎａ（ここでｎは１−４ 、及びＲ¹は８−１８個の炭素原子を含むアルキル基である。）で示されるアル キルエーテルサルフェートと、 （Ａ．２．ｂ）次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアルコキシ レート ［この式中、Ｒ²はＨまたはＣＨ₃、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２：１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ の表面活性剤混合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の脱インク組成物。 ８．（Ａ．１）化学式Ｒ¹Ｏ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＳＯ₃Ｎａ（ここでｎは１−４ 、及びＲ¹は８−１８個の炭素原子を含むアルキル基である。）で示されるアル キルエーテルサルフェートと、 （Ａ．２．ｃ）化学式（Ｒ³）₃−Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ（ＰｒＯ）_9-40−Ｈ・Ａ^- （この式中、ＰｒＯはプロポキシ基、それぞれのＲ³は独立してＣ₁−Ｃ₁₂アル キル基、及びＡはハライド、アセテート、ホスフェート、メチルサルフェートま たはエチルサルフェートアニオンである。）で示されるプロポキシル化した４級 アンモニウム化合物 の表面活性剤混合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の脱インク組成物。 ９．下記の（Ｂ．１）及び（Ｂ．２）の混合物からなるグループより選択された 表面活性剤混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の脱インク組成物。 （Ｂ．１）一種またはそれ以上の脂肪酸のアルコキシレートであって、脂肪族 アシル部分が１２−１８個の炭素原子を含み、アルコキシレート部分が１０−３ ０個のエトキシユニットと５−２５個のプロポキシユニットを含む脂肪酸のアル コキシレートと、１０−３０個のエトキシユニットと５−２５個のプロポキシユ ニットを持つ一種またはそれ以上のＣ₁₂−Ｃ₂₀アルコールのアルコキシレートと の混合物、及び （Ｂ．２）下記の（Ｂ．２．ａ）及び（Ｂ．２．ｂ）からなるグループより選 択された第３の表面活性剤成分、 （Ｂ．２．ａ）アルコキシレート部分に、プロポキシ：エトキシのモル比率 が０．５：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットが含ま れる直鎖状及び分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレート、及び （Ｂ．２．ｂ）次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアルコキシ レート。 ［この式中、Ｒ²はＨまたはＣＨ₃、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２：１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ １０．（Ｂ．２．ａ）アルコキシレート部分に、プロポキシ：エトキシのモル比 率が０．５：１〜２．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニットが含 まれる直鎖状及び分枝状のＣ₁−Ｃ₁₀アルコールのアルコキシレートを含むこと を特徴とする請求項９に記載の脱インク組成物。 １１．（Ｂ．２．ｂ）次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドのジアルコキ シレート。 ［この式中、Ｒ²はＨまたはＣＨ₃、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２：１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ １２．次の化学式（Ｂ−２）で示されるジアシッドの一種またはそれ以上のジア ルコキシレートを含むことを特徴とする廃物紙を脱インクする泡立て浮遊法で用 いられる脱インク組成物。 ［この式中、Ｒ²はＨまたはＣＨ₃、ｊは１−１１、ｋは１−１１、そして（ｊ ＋ｋ）は１０−１４であり、ジアルコキシレートに、プロポキシ：エトキシのモ ル比率が０．２：１〜４．０：１であるようにプロポキシ及びエトキシユニット が全体で６０個まで含まれる。］ １３．請求項１〜１２のいずれかに記載の組成物を含む水性溶媒中で泡立て浮遊 法に前記廃物紙をかける工程を含む廃物紙を脱インクする方法。