JP5129693B2 - 古紙再生用脱墨剤組成物、古紙再生用脱墨剤キット及び古紙再生方法 - Google Patents
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Description
前記剥離(離解)処理は、パルパー、ニーダー、ディスパーザー等の剥離機を用いて機械的にインクを剥がす処理である。前記熟成処理は、化学的にインクを剥がす又はパルプを漂白する処理である。これらの剥離処理及び熟成処理において、一般的に、苛性ソーダ、炭酸ソーダ、珪酸ソーダ等のアルカリ剤、過酸化水素、次亜塩素酸ソーダ等の漂白剤、EDTA、DTPA等のキレート剤等の薬剤と共に、脱墨剤が用いられる。前記脱墨剤としては、脂肪酸、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ジアルキルスルホサクシネート等の陰イオン活性剤や、高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸等のアルキレンオキサイド付加物、アルカノールアマイド等の非イオン界面活性剤が使用されている。前記剥離(離解)処理、前記熟成処理の後、得られたパルプスラリーは、必要に応じて脱水・洗浄処理される。該脱水・洗浄処理において、パルプスラリーは、濃縮され、その後、再び適度な濃度に希釈される。以上の処理がされたパルプスラリーは、パルプから分離したインクを取り除くために、更に、フローテーション処理がなされる。該フローテーション処理で用いられるフローテーターは、パルプスラリーに気泡を吹き込み、泡にインクを付着させて浮上分離させ、系外にフロスとして排出する。このフローテーション工程においては、適度な発泡により剥離したインキを除去する技術の開発が望まれている。特に近年、高G/Lタイプのフローテーター装置が増加しており発泡性がより高くなっていること、処理する古紙の多様化により発泡し易い古紙が増えていることから、過度な発泡を起こさずにインキを除去する技術の開発が強く求められている。
<1> 脱墨剤と、炭素数12〜18のアルコール10〜55重量%とを含有することを特徴とする古紙再生用脱墨剤組成物である。
<2> 脱墨剤が、下記一般式(I)で表される前記<1>に記載の古紙再生用脱墨剤組成物。
R1O−POm−(EOn/XOk)−R2 ・・・一般式(I)
ただし、一般式(I)中、R1は、炭素数12〜22のアルキル基又はアルケニル基を表し、R2は、水素原子、又は炭素数2〜3のアシル基を表し、POは、プロピレンオキサイドユニットを表し、EOは、エチレンオキサイドユニットを表し、XOは、炭素数4以上のアルキレンオキサイドユニットを表し、m、n、kはそれぞれの付加モル数であり、mは、1〜8、nは、10〜40、kは、XOにおける炭素数の合計が3〜120となるような数を表し、EO及びXOは、ブロック共重合単位であってもよいし、ランダム共重合単位であってもよい。
<3> (A)脱墨剤と、(B)炭素数12〜18のアルコールとが、フローテーション工程のパルプスラリー中に、前記(A)と(B)の合計量に対する(B)の割合が10〜55重量%となるように該フローテーション工程までに添加されて使用されることを特徴とする古紙再生用脱墨剤キットである。
<4> (A)脱墨剤が、下記一般式(I)で表される前記<3>に記載の古紙再生用脱墨剤キットである。
R1O−POm−(EOn/XOk)−R2 ・・・一般式(I)
ただし、一般式(I)中、R1は、炭素数12〜22のアルキル基又はアルケニル基を表し、R2は、水素原子、又は炭素数2〜3のアシル基を表し、POは、プロピレンオキサイドユニットを表し、EOは、エチレンオキサイドユニットを表し、XOは、炭素数3以上のアルキレンオキサイドユニットを表し、m、n、kはそれぞれの付加モル数であり、mは、1〜8、nは、10〜40、kは、XOにおける炭素数の合計が3〜120となるような数を表し、EO及びXOは、ブロック共重合単位であってもよいし、ランダム共重合単位であってもよい。
<5> 古紙の再生に用いられる古紙再生方法であって、
古紙を離解させ、洗浄し、フローテーションさせることを含み、
前記<1>若しくは<2>に記載の古紙再生用脱墨剤組成物、又は、前記<3>若しくは<4>に記載の古紙再生用脱墨剤キットを用いることを特徴とする古紙再生方法である。
<6> フローテーションが、気液比(G/L体積比)が4以上で行われる前記<5>に記載の古紙再生方法である。
本発明の古紙再生用脱墨剤組成物及び古紙再生用脱墨剤キットは、脱墨剤と、炭素数12〜18のアルコールとを少なくとも含有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有する。
本発明の古紙再生用脱墨剤キットは、前記脱墨剤と前記炭素数12〜18のアルコールとが混合された組成物として調製されてなく、別個の成分として用意され(2液タイプ)、後述するフローテーション工程のパルプスラリー中に、前記脱墨剤と前記炭素数12〜18のアルコールの合計量に対する前記炭素数12〜18のアルコールの割合が10〜55重量%となるように該フローテーション工程までに添加されて使用される点で、本発明の古紙再生用脱墨剤組成物とは相違するが、その他の点は同様である。以下、本発明の古紙再生用脱墨剤組成物及び古紙再生用脱墨剤キットについて説明する。
R1O−POm−(EOn/XOk)−R2 ・・・一般式(I)
ただし、前記一般式(I)中、R1は、炭素数12〜22のアルキル基又はアルケニル基を表すが、パルミチルアルコールやステアリルアルコールなどが好ましい。R2は、水素原子、又は炭素数2〜3のアシル基を表すが、水素原子が好ましい。POは、プロピレンオキサイドユニットを表す。EOは、エチレンオキサイドユニットを表す。XOは、炭素数3以上のアルキレンオキサイドユニットを表す。m、n、kはそれぞれの付加モル数であり、mは、1〜8の数を表すが、2〜6が好ましい。nは、10〜40の数を表すが、15〜35が好ましい。kは、XOにおける炭素数の合計が3〜120となるような数を表す。EO及びXOは、ブロック共重合単位であってもよいし、ランダム共重合単位であってもよい。
これらの脱墨剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記含有量が、45重量%未満であると、古紙からのインキ剥離力やフローテーション工程での発泡性が極端に低下することがあり、90重量%を超えると、過剰発泡を抑制することができないことがある。一方、前記数値範囲内であると、古紙からのインキ剥離性に優れ、前期フローテーション処理(工程)における発泡が効果的に抑制可能である点で有利である。
前記アルコールの炭素数は、例えば、炭素数6以下であるとフロス量を増加してしまうなど、過剰発泡が改善できず、また、炭素数8〜10であると低泡化効果の不足やインキ捕集効率の低下が見られ、12未満であると、本発明の効果が得られない点で好ましくない。一方、炭素数が12〜18であると、前記脱墨剤と併用することにより、本発明の効果が得られる点で有利である。
前記含有量が、10重量%未満であると、低泡化効果が十分でなく、本発明の効果が十分に得られないことがあり、55重量%を超えると、泡が少なすぎて処理操作が不能となることがあり、また、再生パルプの白色度が極度に低下することがある。一方、10〜55重量%であると、そのようなことがなく、フローテーターの過剰発泡を抑制することができ、インク捕集力の低下を抑え・向上させることができ、低泡化に伴うインク捕集能の低下を緩和することができる点で有利である。
本発明の効果である過剰な発泡の抑制、及び剥離インクの捕集効率を向上させる効果を得るためには、フローテーション工程において脱墨剤以外には発泡につながる界面活性剤成分を極力含まないことが好ましく、特にフローテーション温度を超える曇点を有する非イオン界面活性剤を含有しないことが好ましい。該フローテーション温度を超える曇点を有する非イオン界面活性剤の中でも特に高級アルコールや高級脂肪酸エステルへのエチレンオキサイド付加物を含まないことが好ましく、含む場合でもフローテーション工程において該フローテーション温度を超える曇点を有する非イオン界面活性剤を本発明の炭素数12〜18のアルコールの量を超える量(重量基準)含まないことが好ましく、さらには本発明の炭素数12〜18のアルコールの量に対して50重量%以下とすることが好ましいが、最も好ましいのは実質的に含まないことである。
前記フローテーション工程の温度としては、通常、30〜50℃で行われるため、採用するフローテーション温度条件によって異なるが、フローテーション温度を超える曇点を有する非イオン界面活性剤の例としては、例えば、炭素数12のドデシルアルコールのエチレンオキシド付加物の場合6モル付加体以上の付加モル数のものが該当する。高級アルコールや脂肪酸エステルへアルカリ触媒や固体触媒を触媒としてエチレンオキシドの付加反応を行った場合、得られるエチレンオキサイド付加物には付加モル数に分布が生じるが、このような場合には該分布の中でフローテーション温度を超える曇点を有することとなる付加モル数以上の付加体の合計量が、本発明の炭素数12〜18のアルコールの量に対して前記範囲となるようにすることが本発明の効果を十分に得るためには好ましい。
なお、曇点の測定方法は、基準油脂分析試験法2.3.7−1990の曇り点に従う。
前記その他の成分の含有量としては、本発明の目的を害さない範囲であればよい。
なお、本発明の古紙再生用脱墨剤組成物は、前記脱墨剤と、前記アルコールとを混合した一液タイプの組成物としてもよいし、前記脱墨剤と、前記アルコールとをフローテーション工程(処理)までに混合して使用する二液タイプの組成物としてもよい。この二液タイプ以上のものが、本発明の古紙再生用脱墨剤キットである。
本発明の古紙再生用脱墨剤キットにおいては、前記脱墨剤(A成分)と、前記炭素数12〜18のアルコール(B成分)とが、別々に容器に収容されており、例えば、前記A成分のみを含む容器と、前記B成分のみを含む容器とで構成されていてもよいし、前記A成分及びB成分を含む容器と、前記A成分又は前記B成分を含む容器とで構成されていてもよいし、更に、前記各容器に前記脂肪酸等のその他の成分が添加されていてもよい。
本発明の古紙再生用脱墨剤組成物又は古紙再生用脱墨剤キットの使用条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、温度条件としては、40℃付近で使用するのが一般的である。
本発明の古紙再生方法は、古紙の再生に用いられる古紙再生方法であって、古紙の離解(離解工程)、洗浄(洗浄工程)、フローテーション(フローテーション工程)を含み、更に、必要に応じて適宜選択したその他処理(工程)、例えば、ニーディング工程、分散工程、熟成漂白工程、洗浄・脱水工程、白水循環工程、白水処理工程、フロス・スラッジ廃棄工程、再生パルプ抄紙工程、などを含み、本発明の前記古紙再生用脱墨剤組成物又は古紙再生用脱墨剤キットを用いることを特徴とする。
(1)パルパー → フローテーション → 洗浄
(2)パルパー → 脱水 → ニーダー → 漂白 → 希釈 → フローテーション → 洗浄
(3)パルパー → フローテーションA → 脱水 → ニーダー → 希釈 → 漂白 → フローテーションB → 洗浄
前記古紙再生用脱墨剤組成物を添加する工程としては、特に制限はなく、古紙再生方法における任意の工程でよいが、例えば、パルパー、ニーダー等のフローテーション工程の前処理工程(インク剥離工程)の段階でパルプスラリーに添加しても、フローテーション工程において添加してもよい。また、前記フローテーション工程で除去したフロスを、更にフローテーション処理して、脱墨パルプの製造工程のパルプスラリーに、再び戻す二次フローテーターに添加してもよい。これらの中でも、インク剥離工程の段階でパルプスラリーに添加するのが好ましい。また、添加タイミングとしては、一つであってもよいし、複数であってもよい。
前記脱墨剤プロセスの代表例において具体的に説明すると、古紙再生用脱墨剤組成物の添加タイミングとしては、例えば前記(1)の場合、パルパーに一括添加されるか、パルパーとフローテーションに分割して添加できるが、実用的にはパルパーに一括添加することで十分であることが多い。前記(2)の場合、パルパーに一括添加されるか、パルパーと、ニーダー及び/又はフローテーションに分割して添加できるが、フローテーションでの濃度を確保するためには分割して添加した方が効率的であり、実用的にはパルパーとニーダーへの分割添加がより有効である。前記(3)の場合、パルパーに一括添加されるか、パルパー及び/又はフローテーションAと、ニーダー及び/又はフローテーションBに分割して添加できるが、フローテーションでの濃度を確保するためには分割して添加した方が効率的であり、実用的にはパルパーとニーダーへの分割添加が有効である。
前記古紙再生用脱墨剤キットを添加する工程としては、特に制限はないが、前記A成分と、前記B成分とは、遅くとも前記フローテーション工程までに添加混合されればよく、この条件を充たす限り、任意のタイミングで添加することができる。
前記気液比(G/L)が、4以上であると、前記フローテーション工程において過剰発泡になり易く、発泡を抑えるために脱墨剤添加量を減らすなどの条件変更が操業上必要となると白色度の低下も生じ易いため、本発明の過剰な発泡を抑え、かつ剥離インクの捕集効率を向上させることにより、泡トラブルがなく高白色度で残インクの少ない再生パルプを効率よく得ることができるという効果がより大きく現れ、本発明を用いる必要性が比較的高くなる点で有利である。
前記添加量が、0.005質量%未満であると、脱墨効果が不十分となることがあり、1質量%を超えると、パルプ歩留りが低下することがある。
その他の試薬
プロピレングリコール(関東化学試薬特級)
イソプロピルアルコール(関東化学試薬特級)
2−エチルヘキサノール(関東化学鹿1級)
ラボ合成サンプルの製造は以下のように行った。比較例10についてはステアリルアルコールを300gと、触媒として48重量%水酸化カリウム水溶液を20gとをオートクレーブに仕込み、反応系内を十分窒素置換し、つづいて減圧下で脱水を行った後、所定量のアルキレンオキシドを導入して付加反応を行った。付加反応は、プロピレンオキシド(以下、PO)、エチレンオキシド(以下、EO)、POの順に行い、ブロック付加物とした。反応温度はPO付加は120℃、EO付加は160℃、圧力は3.0kg/cm2以下で行った。
比較例11は炭素数13の分岐アルコールを300gと、触媒として40重量%水酸化カリウムを4gとをオートクレーブに仕込み、比較例10と同様にしてブロック付加物とした。
比較例12はステアリルアルコールを300gと、触媒として40重量%水酸化カリウムを1.0gとをオートクレーブに仕込み、所定量のEOを導入して付加反応を行い、製造した。
前記フローテーション処理(工程)において生じたフロスは、1分毎に5回かきとり、かきとった総重量をフロス量とした。前記フローテーション処理(工程)の前後のサンプルシートを、TAPPI抄紙機にて作製し、白色度を色差計(日本電色工業(株)製、分光色彩・白度計PF−10)で測定し、前記フローテーション処理(工程)による白色度上昇を算出した。
◎:大きく抑制(フロス量200〜300g)
○:抑制(フロス量300〜400g)
△:やや抑制(フロス量400〜540g)
×:ブランクと同等かそれ以上(フロス量540g以上)
次式にて、単位フロス量当たりの白色度上昇を算出し、これをインク捕集効率(%)とした。
インク捕集効率(%)=(フローテーション前後の白色度上昇/フロス量)×100
Claims (6)
- (A)脱墨剤と、(B)ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、iso−ステアリルアルコール、炭素数12〜14の分岐高級アルコール、オレイルアルコール、及び炭素数12,13混合の合成アルコールから選ばれる少なくともいずれかである炭素数12〜18のアルコールとを、前記(A)と(B)の合計量に対して(B)を10〜55重量%の割合で含有することを特徴とする古紙再生用脱墨剤組成物。
- (A)脱墨剤が、下記一般式(I)で表される請求項1に記載の古紙再生用脱墨剤組成物。
R1O−POm−(EOn/XOk)−R2 ・・・一般式(I)
ただし、一般式(I)中、R1は、炭素数12〜22のアルキル基又はアルケニル基を表し、R2は、水素原子、又は炭素数2〜3のアシル基を表し、POは、プロピレンオキサイドユニットを表し、EOは、エチレンオキサイドユニットを表し、XOは、炭素数3以上のアルキレンオキサイドユニットを表し、m、n、kはそれぞれの付加モル数であり、mは1〜8、nは10〜40、kは、XOにおける炭素数の合計が3〜120となるような数を表し、EO及びXOは、ブロック共重合単位であってもよいし、ランダム共重合単位であってもよい。 - (A)脱墨剤と、(B)ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、iso−ステアリルアルコール、炭素数12〜14の分岐高級アルコール、オレイルアルコール、及び炭素数12,13混合の合成アルコールから選ばれる少なくともいずれかである炭素数12〜18のアルコールとが、フローテーション工程のパルプスラリー中に、前記(A)と(B)の合計量に対する(B)の割合が10〜55重量%となるように該フローテーション工程までに添加されて使用されることを特徴とする古紙再生用脱墨剤キット。
- (A)脱墨剤が、下記一般式(I)で表される請求項3に記載の古紙再生用脱墨剤キット。
R1O−POm−(EOn/XOk)−R2 ・・・一般式(I)
ただし、一般式(I)中、R1は、炭素数12〜22のアルキル基又はアルケニル基を表し、R2は、水素原子、又は炭素数2〜3のアシル基を表し、POは、プロピレンオキサイドユニットを表し、EOは、エチレンオキサイドユニットを表し、XOは、炭素数3以上のアルキレンオキサイドユニットを表し、m、n、kはそれぞれの付加モル数であり、mは1〜8、nは10〜40、kは、XOにおける炭素数の合計が3〜120となるような数を表し、EO及びXOは、ブロック共重合単位であってもよいし、ランダム共重合単位であってもよい。 - 古紙の再生に用いられる古紙再生方法であって、
古紙を離解させ、洗浄し、フローテーションさせることを含み、
請求項1若しくは2に記載の古紙再生用脱墨剤組成物、又は、請求項3若しくは4に記載の古紙再生用脱墨剤キットを用いることを特徴とする古紙再生方法。 - フローテーションが、気液比(G/L体積比)が4以上で行われる請求項5に記載の古紙再生方法。
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