JPH111883A - 高白色度脱インキパルプの製造方法 - Google Patents

高白色度脱インキパルプの製造方法

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JPH111883A
JPH111883A JP5056498A JP5056498A JPH111883A JP H111883 A JPH111883 A JP H111883A JP 5056498 A JP5056498 A JP 5056498A JP 5056498 A JP5056498 A JP 5056498A JP H111883 A JPH111883 A JP H111883A
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surfactant
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ink
deinked pulp
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JP5056498A
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Takashi Yaesawa
貴志 八重澤
Makoto Iwasaki
誠 岩崎
Tokiya Yaguchi
時也 矢口
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Oji Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルプ歩留まりを低下させることなく、白色
度の向上した脱インキ古紙パルプを製造する方法を提供
する。 【解決手段】 凝集処理工程及びフローテーション工程
を含む印刷古紙の脱インキパルプの製造方法において、
該凝集処理工程が前段と後段の二段から構成され、かつ
前段でカチオン性凝集剤を使用し、後段で非イオン性親
水性界面活性剤を添加することを特徴とする高白色度脱
インキパルプの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高白色度脱インキパ
ルプの製造方法に関し、さらに詳しくは、印刷古紙から
脱インキパルプを製造する方法に係わり、特にフローテ
ーション工程を有する古紙パルプの脱インキ方法に係わ
る。
【0002】
【従来の技術】印刷古紙から脱インキパルプを製造する
方法には、一般に印刷古紙の離解工程とアルカリソーキ
ング工程を経由し、フローテーター等でパルプとインキ
を分離する方法が多く用いられる。即ち、係る一般脱イ
ンキ法では、印刷古紙をパルパー等の離解機でアルカリ
性薬品及び界面活性剤よりなる脱インキ剤と共に離解し
たのち古紙パルプとし、該パルプにさらにアルカリ性薬
品、過酸化水素および界面活性剤を添加してアルカリソ
ーキング(アルカリ浸漬)を行い、パルプ繊維を膨潤さ
せ、インキを分離する。
【0003】次に、フローテーション工程では気泡にイ
ンキ粒子を付着、浮上させてインキ粒子をパルプから分
離する。この工程で除去し易いインキ粒子の径は5〜1
00μ程度であり、インキ粒子の不必要な微細化や、凝
集剤による過度のインキの凝集は、脱インキに負の影響
を与える可能性がある。
【0004】ポリアクリルアマイドなどの高分子物質を
凝集剤として使用する例は、特開昭62−47431号
公報、特開平6−182328号公報、特開平6−32
9708号公報など多数あるが、これらは主に排水の浄
化に使用されている例である。また、フローテーション
前で高分子物質を添加し、インキを凝集させる例として
は、特開昭54−23705号公報、特開平3−505
351号公報、特開平5−156584号公報などが挙
げられるが、これらの脱インキ方法では高分子物質の添
加により、インキフロックが系内の配管内壁に付着する
トラブルや、パルプから一旦剥離したインキがパルプに
再吸着したり、微細パルプをフローテーターフロスとし
て系外へ排出して歩留りを大きく低下させてしまう問題
を有していた。また、特開平8−337984号公報、
特開平8−337985号公報、特開平8−33798
6号公報では、カチオン性、あるいは両性の化合物をフ
ローテーション前で添加し、インキを凝集させる脱イン
キ方法が示されているが、浮遊している微細インキの多
い系ではパルプへの再吸着が起こり、白色度の低下が不
可避であった。
【0005】さらに、特表平7−505683号公報で
は、エチレン性不飽和モノマー化合物から形成されたポ
リマーを、特公平6−15752号公報ではポリアクリ
ル酸化合物などを含む高分子電解質を分散剤として離解
工程に使用する脱インキ方法が示されているが、微細イ
ンキが大量に残留するため、白色度が低く、脱インキの
観点からは不十分なものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】印刷古紙からインキを
除去し高品質のパルプを得ようとする場合、パルプから
十分にインキを剥離し分散する必要があるが、通常の処
理ではフローテーションで除去し難い微細なインキが生
じ問題となる。さらに、そのような微細なインキを、凝
集剤のみ添加し処理した場合には、パルプから一旦剥離
したインキがパルプに再吸着し、白色度、およびパルプ
歩留りを大きく低下させてしまう問題を有する。即ち、
本発明はフローテーション工程において、パルプから剥
離し、パルプスラリー中に分散したインキ粒子のパルプ
繊維への再吸着を防止し、フローテーション工程での歩
留りを低下させることなく微細インキの少ない高白色度
の脱インキパルプの製造法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者等はインキ粒子の凝集処理方法、特にイン
キ粒子のパルプ繊維への再吸着を効果的に防止する方法
について鋭意検討した。その結果、凝集処理工程を二段
に分け、前段ではカチオン性凝集剤を使用し、後段では
非イオン性界面活性剤を使用すると、効果的に目的を達
成できることを見出した。即ち、本発明は以下の発明を
包含する。
【0008】1.凝集処理工程及びフローテーション工
程を含む印刷古紙の脱インキパルプの製造方法におい
て、該凝集処理工程が前段と後段の二段から構成され、
かつ前段でカチオン性凝集剤を使用し、後段で非イオン
性親水性界面活性剤を添加することを特徴とする高白色
度脱インキパルプの製造方法。
【0009】2.本願発明の界面活性剤が、HLB8〜
19のポリエチレンングリコール型非イオン界面活性剤
であることを特徴とする前記記載の高白色度脱インキパ
ルプの製造方法。
【0010】3.前記界面活性剤が、下記一般式(I)
で表わされる界面活性剤であることを特徴とする2記載
の高白色度脱インキパルプの製造方法。
【化4】
【0011】4.前記界面活性剤が、下記一般式(II)
で表わされる非電解質セルロース系界面活性剤であるこ
とを特徴とする1記載の高白色度脱インキパルプの製造
方法。
【化5】
【0012】5.前記界面活性剤が、下記一般式(II
I)で表わされる化合物であることを特徴とする1記載
の高白色度脱インキパルプの製造方法。
【化6】
【0013】凝集処理工程の後段で、非イオン性親水性
界面活性を有する化合物を少なくとも一種作用させる本
発明による方法が、従来の方法より高白色度の脱インキ
パルプが得られる理由について、本発明者等は以下のよ
うに考えている。即ち、カチオン性の凝集剤を用いた凝
集処理は、一方においては、界面活性剤によりパルプか
ら剥離・分散している微細なインキ粒子に、カチオン性
凝集剤が吸着することによってインキ自体の疎水性が強
まり、インキ同士の凝集力、あるいはインキの泡への吸
着性が向上する。しかし、他方においては、カチオン性
の凝集剤は、疎水基を外側へ向けた形でパルプにも吸着
するため、パルプは一部疎水化される。疎水化されたパ
ルプはインキや泡に吸着しやすくなり、インキのパルプ
への再吸着やフローテーターフロスの増加を引き起こす
原因となる。また、凝集力の強まったインキは、フロー
テーターで除去できない粒径まで凝集し、フローテータ
ーでのインキの除去効率を低下させる原因ともなる。
【0014】従って、剥離したインキ粒子等の凝集処理
を行い、しかもフローテーター処理により高白色度パル
プを得るには、インキ粒子とパルプ、あるいはインキ粒
子同士やパルプと泡との結合力を弱めるための何らかの
処理が必要であり、このような目的に適した薬剤、即ち
パルプへのインキの再吸着を防ぐための、界面活性を有
する化合物を添加し処理することが不可欠である。本発
明者等は、このような化合物として親水性を付与する能
力を有する化合物が極めて好適であることを見出し、本
発明を完成するに至った。親水性を付与する能力を有す
る化合物が効果的であることの理由としては、パルプに
吸着している凝集剤の疎水基へ該化合物の疎水基が吸着
し、親水基で外側(表面)をくるむ形になるため、パル
プは再び親水化される。さらに凝集したインキ粒子も親
水基で表面をくるまれて過度の凝集が抑制される。これ
ら両作用の結果として、インキ粒子はパルプに再吸着せ
ず、かつフローテーション処理に適した大きさの凝集体
を生成するため、フローテーションにおいて極めて効果
的に除去されるためではないかと推測している。
【0015】また、一般式(II)で表わされる化合物が
効果的であることの他の理由としては、前述の効果とと
もに液の増粘作用がフローテーション工程で発生する気
泡を安定化し、泡径を微小にすることにより、泡による
インキ捕集効率を向上させていることも推定される。一
方、一般に分散剤や増粘剤として知られる電解質の水溶
性高分子物質であるカルボキシメチルセルロースやポリ
アクリル酸ナトリウムは、本発明のようなパルプへのイ
ンキの再吸着を防止する効果を有していない。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明が対象としている古紙とし
ては、新聞紙、チラシ、雑誌、書籍、事務用紙、その他
複写機、OA機器から生ずる印刷紙などを含む。
【0017】通常の脱インキパルプの製造においては、
アルカリソーキング工程出口のパルプスラリーは一般的
にはパルプ濃度10〜35重量%の範囲と考えられ、次
工程で該パルプを希釈してフローテーター等にかけられ
(フローテーション工程)パルプ繊維とインキを分離す
る方法がとられる。本発明の方法は、アルカリソーキン
グ工程の後に前段と後段の二段から構成される凝集処理
工程を設け、該凝集処理工程の前段でカチオン性凝集剤
を使用し、後段で非イオン性親水性界面活性剤を添加す
るもので、この場合の工程の流れは、離解工程、アルカ
リソーキング工程、凝集処理工程、フローテーション工
程の順となる。
【0018】本発明では、凝集剤としてカチオン性界面
活性剤を用いる。カチオン性界面活性剤としては、アミ
ン塩型、メチル型、ベンジル型、イミダゾリン型などが
挙げられるが、本発明の凝集処理では、分散したインキ
粒子等のパルプへの再吸着性が比較的弱い、第一アミ
ン、第一アミン酢酸塩、第四級アンモニウム塩などを用
いている。
【0019】次に、本発明に使用する化合物としては、
パルプ自身には吸着し難い化合物であり、かつ凝集剤に
より一部疎水化されているパルプまたはインキ凝集体に
対して、再度親水化する作用を有した、界面活性を有す
る化合物が好ましい。本発明では、非イオン性親水性界
面活性剤を使用する。
【0020】いわゆる合成高分子系非イオン界面活性剤
は、親水基の種類によりポリエチレングリコール型とポ
リヒドロキシ型に分類される。本発明では、親水性を付
与する目的及び水溶性がより高いという観点から、HL
B8〜19のポリエチレンングリコール型非イオン界面
活性剤を使用することが望ましい。
【0021】一般式(I)で表されるポリエチレンング
リコール型非イオン界面活性剤を更に具体的に例示すれ
ば、高級アルコールのアルキレンオキサイド付加体であ
る。これはインキの剥離力や浸透力が良好で、フローテ
ーターでの泡切れも良いため、高白色度で残カーボン面
積率の低いパルプを得るのに好適である。なお、アルキ
ル基の炭素数が、12以下のものは一般的に合成されて
おらず、利用する場合コスト的に非常に高いものとなっ
てしまう。また、アルキル基の炭素数が18以上、ある
いはアルキル基の分子量に対するオキシアルキレン基の
分子量が低くなってくると、水溶性に乏しくなり、操作
性に問題が生じる。
【0022】本発明で使用する一般式(II)で表わされ
る化合物を更に具体的に例示すれば、メチルヒドロキシ
エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロー
ス、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒ
ドロキシブチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロースが例示
される。
【0023】本発明で使用する一般式(III)で表わさ
れる化合物を更に具体的に例示すれば、アクリルアマイ
ドを一共重合成分とするアクリル酸エステル共重合体が
挙げられ、共重合させるモノマーとしては、メチルメタ
アクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルア
クリレートなどが例示される。
【0024】これらの親水性を付与する能力を有する化
合物の添加率は、絶乾パルプに対して0.005〜1重
量%であり、好ましくは0.005〜0.7重量%、さ
らに好ましくは0.01〜0.5重量%である。
【0025】本発明の凝集処理工程のパルプ濃度は1〜
30重量%、好ましくは1〜10重量%、さらに好まし
くは3〜7重量%である。
【0026】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、実施例は本発明をなんら限定するものではな
い。本実施例中では、百分率(%)は白色度以外はすべ
て重量%を意味し、また、薬品添加率は、対絶乾パルプ
あたりの重量%で示した。脱インキパルプの品質は、J
IS P−8122の紙及びパルプのハンター白色度試
験方法によるパルプ白色度及びフロス率ならびに残カー
ボン面積率で評価した。ここで、フロス率とはフローテ
ーターにより分離除去したインキを主体とする分離物
(フロス)の絶乾重量を原料印刷古紙絶乾重量で割った
値を%で表示したもの、残留カーボン面積率(%)と
は、得られた脱インキパルプのパルプシート中に残存し
ているインキを主体とする着色物の総面積をパルプシー
トの総面積で割った値を%で表示したものである。
【0027】<実施例1>オフセット印刷新聞古紙60
%、、チラシ古紙40%からなる印刷古紙に水を加え
て、試験用パルパーで以下のような条件で離解し、濃度
25%に脱水した。 パルプ濃度・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 % 苛性ソーダ添加率・・・・・・・・・・ 0.5 % 珪酸ソーダ添加率・・・・・・・・・・ 1.0 % (JIS3号珪曹換算 以下同様) 界面活性剤添加率・・・・・・・・・・ 0.05% (東邦化学(株)社製ノニオン界面活性剤 FT−33
1、以下同様) 次に、アルカリソーキング工程として、以下の条件で上
記パルプを処理した。 パルプ濃度・・・・・・・・・・・・・・・・ 20 % 処理時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3 時間 処理温度・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 80 ℃ 苛性ソーダ添加率・・・・・・・・・・ 2 % 珪酸ソーダ添加率・・・・・・・・・・ 5 % 界面活性剤添加率・・・・・・・・・・ 0.1 % (界面活性剤の種類は上記と同様) 過酸化水素添加率・・・・・・・・・・ 1.5 % (純分換算 以下同様) アルカリソーキング工程終了後、パルプ濃度を30℃の
温水で4%に希釈し、スリーワンモーターで30℃で撹
拌しながら硫酸でpHを7.0に調整した後、凝集剤と
してテトラデシルアミンアセテートを絶乾パルプあたり
純分換算で0.1%添加し、10分間処理した。引き続
き、HLBが16.5であり、式(I)においてR=C
12〜C14、AO=20EO(エチレンオキサイド)とし
た化合物を0.01%添加して5分撹拌した。次にパル
プ濃度を1%に希釈し、ラボ用フローテーターに入れ、
180L/hrの空気流量で5分間フローテーションす
る。フローテーションしたパルプスラリーをパルプ濃度
10%に脱水したのち、パルプ濃度を0.5%に希釈
し、TAPPI標準法により手抄シートを作成し、風乾
した。手抄シートはパルプ白色度と残留カーボンインキ
面積率を測定し、実施例1として表1に示した。パルプ
白色度はエルレホ白色度測定装置により、残留カーボン
インキ面積率は画像解析装置により測定した。
【0028】<比較例1>実施例1において、ソーキン
グ後の凝集処理工程を行わず、フローテーション処理を
したこと以外は実施例1と同様に処理した。結果を比較
例1として表1に示した。 <比較例2>実施例1において、ソーキング後の凝集処
理工程の後段で式(I)の化合物を添加しなかった以外は
実施例1と同様に処理した。結果を比較例2として表1
に示した。
【0029】<実施例2>式(I)においてAO=12
EOとし、HLBを14.6とした他は、全て実施例1
と同様に処理した。結果を実施例2として表1に示し
た。 <実施例3>式(I)においてAO=5EOとし、HL
Bを10.5とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例3として表1に示した。
【0030】<実施例4>式(I)においてAO=7E
Oとし、HLBを12.1とした他は、全て実施例1と
同様に処理した。結果を実施例4として表1に示した。 <実施例5>式(I)においてR=C18とし、HLBを
10.7とした他は、全て実施例4と同様に処理した。
結果を実施例5として表1に示した。 <実施例6>式(I)においてR=C22とし、HLBを
9.7とした他は、全て実施例4と同様に処理した。結
果を実施例6として表1に示した。 <実施例7>式(I)においてAO=9EOとし、HL
Bを13.3とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例7として表1に示した。 <実施例8>式(I)においてR=C22とし、HLBを
11.6とした他は、全て実施例7と同様に処理した。
結果を実施例8として表1に示した。
【0031】<実施例9>式(I)においてR=C18
22、AO=16EO−20PO(プロピレンオキサイ
ド)とし、曇点を28℃とした他は、全て実施例1と同
様に処理した。結果を実施例9として表1に示した。 <実施例10>式(I)においてR=C18〜C22、AO
=16EO−8POとし、曇点を48℃とした他は、全
て実施例1と同様に処理した。結果を実施例10として
表1に示した。
【0032】<実施例11>式(I)においてAO末端
をエーテル燐酸とした他は、全て実施例7と同様に処理
した。結果を実施例11として表1に示した。 <実施例12>式(I)においてAO末端をエーテル燐
酸ナトリウムとした他は、全て実施例5と同様に処理し
た。結果を実施例12として表1に示した。
【0033】<実施例13>実施例1で添加した化合物
に変え、式(II)においてR=H、CH3、CH2CH2
OHのいずれかとし、グルコース環1個当たりに付加し
ているCH3が約1.5個、CH2CH2OHが約0.2
個、n=約1000とした他は、全て実施例1と同様に
処理した。結果を実施例13として表2に示した。 <実施例14>実施例13で添加した化合物の添加率を
0.02%とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例14として表2に示した。 <実施例15>実施例13で添加した化合物の添加率を
0.05%とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例15として表2に示した。 <実施例16>実施例13で添加した化合物の添加率を
0.10%とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例16として表2に示した。
【0034】<実施例17>実施例13で添加した化合
物に変え、式(II)においてR=H、CH3、CH2CH
(OH)CH3のいずれかとし、グルコース環1個当た
りに付加しているCH3が約2.0個、CH2CH(O
H)CH3が約0.25個、n=約1000とした他は、
全て実施例1と同様に処理した。結果を実施例17とし
て表2に示した。
【0035】<比較例3>実施例13において、ソーキ
ング後の凝集処理工程を行わず、フローテーション処理
をしたこと以外は実施例1と同様に処理した。結果を比
較例3として表2に示した。 <比較例4>実施例13において、ソーキング後の凝集
処理工程の後段で式(II)の化合物を添加しなかった以
外は実施例1と同様に処理した。結果を比較例4として
表2に示した。 <比較例5>実施例13で添加した化合物に変えて、ポ
リアクリル酸ナトリウム0.01%を添加した他は、全
て実施例1と同様に処理した。結果を比較例5として表
2に示した。 <比較例6>実施例13で添加した化合物に変えて、カ
ルボキシメチルセルロース0.01%を添加した他は、
全て実施例1と同様に処理した。結果を比較例6として
表2に示した。
【0036】<実施例18>実施例1で添加した化合物
に変え、式(III)においてR1=H、R2=C49、m
=9、n=1とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例18として表3に示した。 <実施例19>実施例18で添加した化合物の添加率を
0.02%とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例19として表3に示した。 <実施例20>実施例18で添加した化合物の添加率を
0.05%とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例20として表3に示した。 <実施例21>実施例18で添加した化合物の添加率を
0.10%とした他は、全て実施例1と同様に処理し
た。結果を実施例21として表1に示した。
【0037】<実施例22>実施例18で添加した化合
物のR2を、直鎖型から側鎖型にしたものを0.01%
添加した他は、全て実施例1と同様に処理した。結果を
実施例22として表3に示した。 <実施例23>実施例18で添加した化合物に変え、式
(III)においてR1=CH3、R2=CH3、m=9、n
=1とした化合物を0.01%添加した他は、全て実施
例1と同様に処理した。結果を実施例23として表3に
示した。
【0038】<比較例7>実施例18において、ソーキ
ング後の凝集処理工程を行わず、フローテーション処理
をしたこと以外は実施例1と同様に処理した。結果を比
較例7として表3に示した。 <比較例8>実施例18において、ソーキング後の凝集
処理工程の後段で式(III)の化合物を添加しなかった
以外は実施例1と同様に処理した。結果を比較例8とし
て表3に示した。 <比較例9>実施例18で添加した化合物に変えて、ポ
リアクリル酸ナトリウム0.01%を添加した他は、全
て実施例1と同様に処理した。結果を比較例9として表
3に示した。 <比較例10>実施例18で添加した化合物に変えて、
ポリエチレンイミン0.01%を添加した他は、全て実
施例1と同様に処理した。結果を比較例10として表3
に示した。
【0039】
【表1】
【0040】
【表2】
【0041】
【表3】
【0042】
【発明の効果】以上、本発明について詳述したが、この
発明の印刷古紙の脱インキ方法により、従来の脱インキ
方法では到達できなかった高白色度のパルプを得ること
ができた。また、その他の効果として次の二つが挙げら
れ、印刷古紙の脱インキ操作上多大の貢献をなすもので
ある。 1.フローテーションで発生する泡径が微少なため、破
泡性が良く、フローテーションフロスの液量が減少す
る。 2.スラリー中に存在する微細な浮遊インキを効率よく
除去するため、くすみの原因となるような微少なインキ
が大幅に減少する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 凝集処理工程及びフローテーション工程
    を含む印刷古紙の脱インキパルプの製造方法において、
    該凝集処理工程が前段と後段の二段から構成され、かつ
    前段でカチオン性凝集剤を使用し、後段で非イオン性親
    水性界面活性剤を添加することを特徴とする高白色度脱
    インキパルプの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記界面活性剤が、HLB8〜19のポ
    リエチレンングリコール型非イオン界面活性剤であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の高白色度脱インキパルプ
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記界面活性剤が、下記一般式(I)で
    表わされる界面活性剤であることを特徴とする請求項2
    記載の高白色度脱インキパルプの製造方法。 【化1】
  4. 【請求項4】 前記界面活性剤が、下記一般式(II)で
    表わされる非電解質セルロース系界面活性剤であること
    を特徴とする請求項1記載の高白色度脱インキパルプの
    製造方法。 【化2】
  5. 【請求項5】 前記界面活性剤が、下記一般式(III)
    で表わされる化合物であることを特徴とする請求項1記
    載の高白色度脱インキパルプの製造方法。 【化3】
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