(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００の水溶性両性アクリルアミド系重合体を含有する古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤において、水溶性両性アクリルアミド系重合体が、アクリルアミド単位４０〜９９.３モル％、カチオン性単量体単位０.５〜５０モル％、アニオン性単量体単位０.２〜１０モル％及び多官能性単量体単位０〜２モル％を有する共重合体であって、前記カチオン性単量体単位が、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル又は塩化ベンジル四級化物単位であり、前記アニオン性単量体単位が、カルボキシル基を有する単量体単位であることを特徴とする古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤。
【請求項２】
古紙脱墨工程フローテーター又はその前工程に、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル又は塩化ベンジル四級化物単位０.５〜５０モル％、カルボン酸含有単量体単位０.２〜１０モル％、アクリルアミド単位４０〜９９.３モル％及び多官能性単量体単位０〜２モル％を有し、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００である水溶性両性アクリルアミド系重合体を添加することを特徴とする異物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤及び異物除去方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、新聞紙、雑誌、ＯＡ古紙、情報用紙、チラシ古紙などを脱インクして再生利用するための古紙脱墨工程のフローテーターにおいて、ピッチ、灰分、インクなどの異物を効果的に除去し、品質の優れた脱墨パルプを高収率で得ることができる古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤及び異物除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
新聞紙、雑誌、情報用紙などの再生利用は古くから行われているが、近年は特に地球的規模の環境保護、森林資源保護の要請が高まり、古紙の再生利用が重要視されている。また、製紙会社の立場からも、省エネルギー、省資源の面から、古紙の再生利用が大きな課題となっている。こうした事情から再生古紙の用途は広がり、従来より高品質の紙製品の原料としても利用されるようになっている。一方、古紙の再生には大量の水が必要であるが、用水の確保難や、環境の面から使用量を節減しなければならない状況にあり、用水の循環再利用が進められている。したがって、古紙の再生技術は、悪条件を克服するためにより高度のものが要求されるようになってきている。
古紙を回収して再利用するためには、脱墨工程によつて印刷インクなどを除去してパルプ繊維を採取し、脱墨パルプが製造されるのが−般的である。フローテーターを用いる脱墨工程の一例を述べると、まず水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムなどのアルカリを含む水に原料古紙を加え、パルパーによつて古紙を離解し、パルプスラリー化したのち、ニーダーでパルプスラリーと脱墨剤を混練し、印刷インクをパルプから引き剥がす。これを一旦水で希釈してスクリーンを通して固形物などを除去したのち、再び脱水濃縮し、過酸化水素を加えたタワーで漂白を行う。濃縮により分離された水は、用水節減と残存薬剤の有効利用を目的として、再びパルパー仕込水として回収再利用される。
漂白タワーに次いで、パルプスラリーは、フローテーターに送られ、水で希釈されたのち、インクなどの異物を浮上分離して系外にフロスとして排出する。パルプは、エキストラクタなどで水がろ過により除去され、水に再懸濁されたのち、フィルタでパルプが洗浄される。このようにしてインクや汚れが取り除かれた脱墨パルプは、新聞紙、中質印刷紙、家庭紙などを製造するパルプ原料の一部に使用されている。
フローテーターは、パルプとインクの混合物に気泡を吹き込み、泡にインクを付着させて浮上させ、パルプから分離する装置であり、この工程は、脱墨工程の中でも製品の品質を左右する非常に重要な工程である。そこで、フローテーターにおける発泡や、インクの泡への吸着促進を自的として、様々な脱墨剤がパルパーやニーダーなどにおいて添加されている。
脱墨剤としては、高級アルコール又は脂肪酸にエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加した界面活性剤系の薬剤と、高級脂肪酸系の薬剤が現在の主流を占めている。前者の脱墨剤は、炭素数１２〜１８の高級アルコール又は脂肪酸に、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合物をエーテル結合で付加した構造を有する界面活性剤である。この脱墨剤は、親水基としてオキシプロピレン基というやや親水性の弱い基を有しているために油との親和性が増し、その結果インクへの浸透力と泡へのインク吸着力が強められる。したがって、パルプからのインクの剥離力と、泡のインクの捕集力を有する特徴があるとされている。
また、高濃度パルパーが普及し、５０〜６０℃の高温で古紙を離解する系が増えてきており、これらの系では、ステアリン酸などの高級脂肪酸系の脱墨剤が使用されている。ステアリン酸は、高温、高アルカリのパルパー内でケン化されてステアリン酸ナトリウムとなり、界面活性効果を発揮してインクの剥離に寄与する。フローテーター前で塩化カルシウムを加え、ステアリン酸カルシウムを析出させてインクを泡へ吸着、微凝集させて浮上分離する。
フローテーターで処理したのち、エキストラクタでパルプと水が分離され、分離された水は用水節減の目的と、含まれるアルカリと脱墨剤を回収再利用する目的から、新たなフローテーター希釈水及び古紙のパルパー仕込水として循環再使用されるのが一般的である。また、フロスもさらに再度インクが濃縮分離されて、分離水はフローテーター希釈水として回収再利用される。これらの用水の回収再利用率を高めていくと、やがて分離水中の不純物が濃縮されて脱墨パルプの品質を低下させるために、最近は漂白前の脱水工程分離回収水系、フロス回収水系及び主フローテーター回収水系の途中に、さらにフローテーターを設置することも多くなっている。
ところで、従来の有機脱墨剤は、インクの剥離性と除去性は優れているものの、フローテーターにおけるインク凝集性が必ずしも十分ではないことと、古紙中に填料などとして含まれる灰分の除去が十分ではないという問題を抱えている。填料などからなる灰分は、インクに比べると比重が大きく、疎水性が弱いために泡に付着しにくい性質を有するためである。インク凝集性の問題に対しては、従来からインク凝集性の良好な脱墨剤の開発努力がなされてきているが、未だ満足し得るものはないと言われている。そこで、インク凝集性を高めることによってインク除去率をいっそう向上し、さらに灰分除去率の高い脱墨方法が望まれている。
上記のような有機脱墨剤の他に、アルミニウム化合物などの無機凝集剤（特開平６−２５７０８２号公報）や高分子凝集剤（特開平１０−１５８９８５号公報）を添加する方法が提案されているが、多量のアルカリや塩類を含む脱墨処理においては、無機凝集剤を併用しても十分なインク凝集性と灰分除去性は得られない。また、一般的な高分子凝集剤の添加では、インク凝集効果と灰分除去効果が不十分である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、新聞紙、雑誌、ＯＡ古紙、情報用紙、チラシ古紙などを脱インクして再生利用するための古紙脱墨工程のフローテーターにおいて、５μｍ以下のピッチ、灰分、インクなどの異物を効果的に除去し、品質の優れた脱墨パルプを高い歩留りで得ることができる古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤及び異物除去方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００の水溶性両性アクリルアミド系重合体の存在下にフローテーションを行うことにより、パルプの歩留りを低下させることなく、ピッチ、灰分、インクなどの異物を効果的に除去して、高品質の脱墨パルプを得ることができることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００の水溶性両性アクリルアミド系重合体を含有する古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤において、水溶性両性アクリルアミド系重合体が、アクリルアミド単位４０〜９９.３モル％、カチオン性単量体単位０.５〜５０モル％、アニオン性単量体単位０.２〜１０モル％及び多官能性単量体単位０〜２モル％を有する共重合体であって、前記カチオン性単量体単位が、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル又は塩化ベンジル四級化物単位であり、前記アニオン性単量体単位が、カルボキシル基を有する単量体単位であることを特徴とする古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤、及び、
（２）古紙脱墨工程フローテーター又はその前工程に、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル又は塩化ベンジル四級化物単位０.５〜５０モル％、カルボン酸含有単量体単位０.２〜１０モル％、アクリルアミド単位４０〜９９.３モル％及び多官能性単量体単位０〜２モル％を有し、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００である水溶性両性アクリルアミド系重合体を添加することを特徴とする異物除去方法、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（３）水溶性両性アクリルアミド系重合体が、一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位０〜１０モル％を有する第１項記載の古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤、
ＣＨ2＝ＣＲ1ＣＯＮＲ2Ｒ3                    …［１］
（ただし、式中、Ｒ1は水素又はメチル基であり、Ｒ2は水素又は炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖を有するアルキル基であり、Ｒ3は炭素数１〜４の直鎖状又は分岐鎖を有するアルキル基である。）、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤は、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００の水溶性両性アクリルアミド系重合体を含有する。本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、アクリルアミド単位、カチオン性単量体単位及びアニオン性単量体単位を有する共重合体である。
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００である。水溶性両性アクリルアミド系重合体の重量平均分子量が５００,０００未満であると、異物除去に必要な水溶性両性アクリルアミド系重合体の添加量が多くなり、現実的ではなくなるおそれがある。水溶性両性アクリルアミド系重合体の重量平均分子量が５,０００,０００を超えると、異物除去効果が不十分となるおそれがある。水溶性両性アクリルアミド系重合体の重量平均分子量は、光散乱法により測定することができる。
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体のアクリルアミド単位の割合は、４０〜９９.３モル％であることが好ましく、６０〜９６モル％であることがより好ましい。アクリルアミド単位の割合が４０モル％未満であると、回収利用すべき微細な繊維までも除去して、歩留りが低下するおそれがある。アクリルアミド単位の割合が９９.３モル％を超えると、カチオン性単量体単位とアニオン性単量体単位の量が少なくなって、両性重合体としての特性の発現が不十分となるおそれがある。
【０００６】
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体のカチオン性単量体単位の割合は、０.５〜５０モル％であることが好ましく、１〜３０モル％であることがより好ましい。カチオン性単量体単位の割合が０.５モル％未満であっても、５０モル％を超えても、異物除去効果が不十分となるおそれがある。本発明に用いるカチオン性単量体に特に制限はなく、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどや、これらの単量体と塩化メチル、塩化ベンジル、ジメチル硫酸、エピクロルヒドリンなどの四級化剤との反応によって得られる第四級アンモニウム基を有する単量体、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドなどを挙げることができる。これらのカチオン性単量体は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル又は塩化ベンジル四級化物を特に好適に用いることができる。なお、(メタ)アクリル基などは、アクリル基など及びメタクリル基などを表す。
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体のアニオン性単量体単位の割合は、０.２〜１０モル％であることが好ましく、１〜７モル％であることがより好ましい。アニオン性単量体単位の割合が０.２モル％未満であっても、１０モル％を超えても、異物除去効果が不十分となるおそれがある。本発明に用いるアニオン性単量体に特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢酸、３−メチル−３−ブテン酸などの不飽和モノカルボン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、ムコン酸などの不飽和ジカルボン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸などの不飽和スルホン酸、これらの不飽和酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。これらのアニオン性単量体は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で不飽和モノカルボン酸及びその塩を好適に用いることができ、アクリル酸及びそのナトリウム塩を特に好適に用いることができる。
【０００７】
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、多官能性単量体単位を有することができる。水溶性両性アクリルアミド系重合体の多官能性単量体単位の割合は、２モル％以下であることが好ましく、０.５モル％以下であることがより好ましい。多官能性単量体単位によって水溶性両性アクリルアミド系重合体に架橋点を形成することにより、異物除去効果を向上することができる。多官能性単量体単位の割合が２モル％を超えると、両性アクリルアミド系重合体の水溶性が低下するおそれがある。本発明に用いる多官能性単量体に特に制限はなく、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのジ(メタ)アクリレート類、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミドなどのビス(メタ)アクリルアミド類、アジピン酸ジビニル、セバシン酸ジビニルなどのジビニルエステル類、アリル(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アリルアミン、ジ(メタ)アリルジメチルアンモニウムクロライド、ジ(メタ)アリルフタレート、ジ(メタ)アリルクロレンデート、ジビニルベンゼン、ジアリルベンゼン、Ｎ,Ｎ−ジ(メタ)アリルアクリルアミドなどの２官能性単量体、１,３,５−トリ(メタ)アクリロイルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、トリ(メタ)アリルイソシアヌレート、トリ(メタ)アリルアミン、トリ(メタ)アリルトリメリテートなどの３官能性単量体、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラ(メタ)アリルピロメリテート、Ｎ,Ｎ,Ｎ',Ｎ'−テトラ(メタ)アリル−１,４−ジアミノブタン、テトラ(メタ)アリルアンモニウム塩、テトラ(メタ)アリルオキシエタンなどの４官能性単量体、その他にＮ−メチロール(メタ)アクリルアミドなどを挙げることができる。これらの多官能性単量体は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、１,３,５−トリアクリロイルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、トリアリルイソシアヌレート及びメチレンビスアクリルアミドを好適に用いることができる。
【０００８】
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位を有することができる。
ＣＨ2＝ＣＲ1ＣＯＮＲ2Ｒ3                    …［１］
ただし、一般式［１］において、Ｒ1は水素又はメチル基であり、Ｒ2は水素又は炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖を有するアルキル基であり、Ｒ3は炭素数１〜４の直鎖状又は分岐鎖を有するアルキル基である。一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位は、Ｎ置換アルキル基中のメチル基、メチレン基又はメチリジン基が連鎖移動点として作用し、両性アクリルアミド系重合体に分岐構造を形成して、ゲル化を伴わない分岐重合体とし、異物除去効果を向上させる。
水溶性両性アクリルアミド系重合体の一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位の割合は、０〜１０モル％であることが好ましい。一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位の割合が１０モル％を超えると、両性アクリルアミド系重合体の水溶性が低下するおそれがある。Ｒ2又はＲ3における炭素数１〜４の直鎖状又は分岐鎖を有するアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基などを挙げることができる。一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、Ｎ−メチル(メタ)アクリルアミド、Ｎ−エチル(メタ)アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチル(メタ)アクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチル(メタ)アクリルアミドなどを挙げることができる。これらのＮ置換(メタ)アクリルアミドは、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、共重合性と連鎖移動性の良好なＮ,Ｎ−ジメチルアクリルアミドを特に好適に用いることができる。
【０００９】
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、アクリルアミド単位以外のノニオン性単量体単位を有することができる。アクリルアミド単位以外のノニオン性単量体単位の割合は、０〜２５モル％であることが好ましい。アクリルアミド単位以外のノニオン性単量体単位の割合が２５モル％を超えると、異物除去効果が不十分となるおそれがある。アクリルアミド以外のノニオン性単量体に特に制限はなく、例えば、アニオン性単量体として上記した不飽和カルボン酸の炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキルエステル、アクリロニトリル、スチレン類、酢酸ビニル、メチルビニルエーテル、Ｎ−ビニルピロリドンなどを挙げることができる。
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体の製造方法に特に制限はなく、例えば、反応容器に各種の単量体及び水を仕込み、ラジカル重合開始剤を加え、撹拌下に加温することにより、水溶性両性アクリルアミド系重合体を水溶液として得ることができる。反応温度は、通常５０〜１００℃であることが好ましく、反応時間は１〜５時間程度である。単量体の仕込み方法に特に制限はなく、例えば、全単量体を同時に仕込んで重合することができ、あるいは、全単量体又は一部の単量体を連続して滴下しつつ重合することもでき、従来公知の各種の方法により行うことができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、これらの過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤を組み合わせたレドックス系重合開始剤、アゾ系開始剤などを用いることができる。ラジカル重合開始剤の使用量は、単量体の合計の０.０５〜２重量％であることが好ましい。
【００１０】
本発明方法においては、古紙脱墨工程フローテーター又はその前工程に、上記の水溶性両性アクリルアミド系重合体を添加し、パルプ繊維と、インク、灰分、ピッチなどの異物とを分離する。水溶性両性アクリルアミド系重合体の添加方法に特に制限はないが、水溶液として添加することが好ましい。水溶性両性アクリルアミド系重合体はフローテーターのみならず、その任意の前工程、例えば、パルパー、ニーダー、タワー、又はこれらをつなぐ配管などに添加することができる。ここでフローテーターとは、脱墨主工程のフローテーターのみならず、２次フローテーターや、回収再利用水系などに設置したフローテーターも含む。
水溶性両性アクリルアミド系重合体の添加量に特に制限はないが、フローテーター処理量当たり０.５〜２００mg／Ｌであることが好ましく、５〜１００mg／Ｌであることがより好ましい。添加量が０.５mg／Ｌ未満であると、インク、ピッチ、灰分などの異物除去効果が不十分となるおそれがある。添加量が２００mg／Ｌを超えると、パルプ繊維のフロスヘの移行が進み、パルプの歩留りが低下するおそれがある。水溶性両性アクリルアミド系重合体の添加量は、得られる脱墨パルプの白色度及び灰分含有量を測定することによつて調節することができる。本発明の異物除去剤は、すでに剥離されたインク、ピッチ及び灰分を凝集させてパルプ繊維から分離する機能に優れているが、インクやピッチなどを剥離する機能は大きくないので、インク剥離機能に優れた有機脱墨剤を併用することが好ましい。このようなインク剥離機能に優れた有機脱墨剤としては、従来から用いられている界面活性剤を使用することができ、特に高級アルコール又は脂肪酸のエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物である界面活性剤系脱墨剤、高級脂肪酸族系脱墨剤などを好適に用いることができる。高級アルコール又は脂肪酸のエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物である界面活性剤系脱墨剤は、炭素数１２〜１８の高級アルコール又は高級脂肪酸にエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイドを付加したもの又はそのエステル若しくはエーテルであり、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加モル数、モル比、付加形態などは、脱墨を行う系の特性に合わせて任意に選択することができる。また、高級脂肪酸系脱墨剤は、炭素数１２〜１８の高級脂肪酸、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などであって、これらのカルシウム塩と併用することができる。
【００１１】
本発明の異物除去剤は、水溶性両性アクリルアミド系重合体に加えて、起泡剤などの助剤や、インク剥離性を有する成分などを含有させることができる。インク剥離性を有する成分としては、前述のような従来の有機脱墨剤に含まれる界面活性剤などを挙げることができる。
本発明の異物除去方法の具体的な操作は、従来の脱墨工程と同様にして行うことができる。このような脱墨工程の一例を述べると、まず水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムなどのアルカリを含む水に原料古紙を加え、パルパーによって古紙を離解してパルプスラリー化したのち、ニーダーでパルプスラリーと有機脱墨剤を混練し、印刷インクをパルプから引き剥がす。さらに、過酸化水素を加えたタワーで漂白を行う。次いで、パルプスラリーをフローテーターに送り、インクなどの異物を浮上分離して、系外にフロスとして排出する。パルプスラリーは、エキストラクタなどで水を除去し、さらにパルプを水に再懸濁したのち、フィルタでパルプを洗浄する。本発明の異物除去剤は、フローテーターに添加してもよく、あるいは、その前段階で添加してもよい。このようにしてインクや汚れが取り除かれた脱墨パルプは、新聞紙、中質印刷紙、家庭紙などを製造するパルプ原料の一部に使用することができる。
フローテーターにおいては、パルプスラリーに気泡を吹き込み、泡にインクなどの異物を付着させて浮上させ、パルプと分離する。この場合、従来の有機脱墨剤を添加すると、パルプ繊維からインクなどが剥離される。この状態でフローテーションを行っても、剥離したインク、ピッチ、灰分などの異物は分散状態に保たれて分離しにくいが、本発明の水溶性両性アクリルアミド系重合体を含有する異物除去剤を添加してフローテーションを行うと、剥離したインク、ピッチ、灰分などの異物が凝集してフロックを形成し、これが気泡に付着して浮上し分離される。
このようにしてパルプスラリーのインク、ピッチ、灰分などの異物の除去率が向上すると、得られた脱墨パルプを配合して製造した紙製品の白色度の向上や、マシンでのピッチトラブルの防止、汚れによる欠点の防止、歩留り、ろ水性の向上、紙の強度の向上などの品質改善や、生産性の向上、操業性の改善に繋がる。また、これらの改善点により、脱墨パルプの配合率を高めることができ、製造原価に占めるパルプ原料費を低減することが可能となる。
【００１２】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例においては、新聞及びチラシを原料として脱墨処理を行っている工程からフローテーター入ロスラリーを採取し、実験用フローテーターを用いて、フローテーション試験を行った。
スラリーを採取した脱墨工程では、パルパーにおいて原料古紙重量に対して、苛性ソーダ１.５重量％、ケイ酸ソーダ３重量％、高級アルコール系脱墨剤０.３重量％が添加され、ニーダー入口には過酸化水素３重量％が添加されている。また、このスラリーはpHが９.０であり、エキストラクタ分離液は、新たな古紙原料の離解用水として再利用されている。
採取したスラリー５Ｌを３０℃に調整したのち、重合体２５０mgを添加し、机上ＭＴフローテーター［石川島産業機械(株)製］で３分間処理し、フロス量、処理後のスラリーの懸濁固形分濃度（ＪＩＳ Ｋ ０ｌ０２）及び灰分濃度（ＪＩＳＰ ８００３）を測定した。スラリーのピッチ濃度は、クロロホルム抽出法（ＪＩＳ Ｋ ０１０１ ２４のヘキサン抽出をクロロホルム抽出に変更した測定法）により測定した。また、ＪＩＳ Ｐ ８２０９に従い、タッピシートマシンを用いてパルプシート各２枚を作製し、得られたパルプシートの白色度をハンター白色度計（ＪＩＳ Ｐ ８１２３）を用いて測定した。白色度は各シートにつき５点測定し、平均値を求めた。
重合体の効果は、得られたパルプシートの白色度、処理後スラリーの灰分含有率及びパルプ歩留り率（計算値）によって評価した。各評価項目の計算式を、以下に示す。
灰分含有率（重量％）
＝｛スラリーの灰分濃度（mg／Ｌ）／スラリーの懸濁固形分濃度（mg／Ｌ）｝×１００
パルプ歩留り（重量％）
＝［獲得パルプ量（mg）／｛（スラリー量（Ｌ）×未処理スラリーのパルプ濃度（mg／Ｌ）｝］×１００
パルプ濃度（mg／Ｌ）
＝スラリーの懸濁固形分濃度（mg／Ｌ）−スラリーの灰分濃度（mg／Ｌ）−スラリーのピッチ濃度（mg／Ｌ）
獲得パルプ量（mg）
＝｛スラリー量（Ｌ）−フロス量（Ｌ）｝×処理後スラリーのパルプ濃度（mg／Ｌ）
ピッチ含有率（重量％）
＝スラリーのピッチ濃度（mg／Ｌ）／スラリーの懸濁周形分濃度（mg／Ｌ）×１００
採取したフローテーター入口スラリーの懸濁固形分濃度は９,４００mg／Ｌ、ピッチ１６０mg／Ｌ、灰分５,２００mg／Ｌ、灰分含有率５５.０重量％であった。
実施例及び比較例において用いた重合体の組成及び重量平均分子量を、第１表に示す。
【００１３】
【表１】
0004711096.tif 000002
【００１４】
［注］
ＡＡｍ：アクリルアミド
ＤＡＡｍ：ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物
ＤＡＡｂ：ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化ベンジル四級化物
ＤＡＭｍ：ジメチルアミノエチルメタクリレートの塩化メチル四級化物
ＡＡ：アクリル酸ナトリウム
ＭＢＡ：メチレンビスアクリルアミド
ＤＡＤＭＡＣ：ジアリルジメチルアンモニウムクロライド
実施例１
アクリルアミド単位９３モル％、ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物単位５モル％及びアクリル酸ナトリウム単位２モル％を有し、重量平均分子量が５０万である水溶性両性アクリルアミド系重合体Ａを用いて、フローテーション処理を行った。
フロス量は１.０Ｌ、処理後スラリーの懸濁固形分濃度７,０２０mg／Ｌ、灰分濃度３,３４０mg／Ｌ、獲得パルプ量３,６４０mg、ピッチ濃度４０mg／Ｌであった。灰分含有率は４７.６重量％、パルプ歩留りは７２.１重量％である。パルプシートの白色度は、４４.５であった。
実施例２〜４
水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｂ、Ｃ又はＤを用いて、フローテーション処理を行った。
比較例１
アクリルアミド単位９３モル％、ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物単位５モル％及びアクリル酸ナトリウム単位２モル％を有し、重量平均分子量が２０万である水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｅを用いて、フローテーション処理を行った。
フロス量は１.０Ｌ、処理後スラリーの懸濁固形分濃度８,０９０mg／Ｌ、灰分濃度４,１２０mg／Ｌ、獲得パルプ量３,８８５mg、ピッチ濃度８５mg／Ｌであった。灰分含有率は５０.９重量％、パルプ歩留りは７６.９重量％である。パルプシートの白色度は、４２.９であった。
比較例２〜７
水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｆ、水溶性アニオン性アクリルアミド系重合体Ｇ、水溶性カチオン性アクリルアミド系重合体Ｈ、Ｉ、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド又はポリアクリルアミドを用いて、フローテーション処理を行った。
比較例８
重合体を添加することなく、フローテーション処理を行った。
実施例１〜４及び比較例１〜８の結果を、第２表に示す。
【００１５】
【表２】
0004711096.tif 000003
【００１６】
【表３】
0004711096.tif 000004
【００１７】
第２表に見られるように、重量平均分子量５０万〜３００万の水溶性両性アクリルアミド系重合体Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤを添加してフローテーション処理を行った実施例１〜４では、ピッチ濃度、灰分含有率がともに低く、白色度が高いパルプが得られている。
これに対して、重量平均分子量２０万の水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｅを用いた比較例１では、パルプ歩留りは高いが、ピッチ濃度、灰分含有率ともにやや高い。重量平均分子量１,０００万の水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｆを用いた比較例２では、ピッチ濃度、灰分含有率、白色度が、すべてフローテーター入口スラリーをそのまま用いた場合と大差がなく、フローテーションの効果がほとんど現れていない。水溶性アニオン性アクリルアミド系重合体Ｇを用いた比較例３では、ピッチ濃度、灰分含有率、白色度のすべてが、重合体を添加することなくフローテーションを行った比較例８とほぼ同等であり、重合体を添加した効果が現れていない。
重量平均分子量１００万の水溶性カチオン性アクリルアミド系重合体Ｈを用いた比較例４では、ピッチ濃度、灰分含有率がともにやや高い。重量平均分子量１,０００万の水溶性カチオン性アクリルアミド系重合体Ｉを用いた比較例５では、比較例２と同様に、フローテーションの効果がほとんど現れていない。ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドを用いた比較例６では、ピッチ濃度、灰分含有率が低く、白色度が高いパルプが得られているが、パルプ歩留りが低く、実用的ではない。ポリアクリルアミドを用いた比較例７では、比較例３と同様に、重合体を添加した効果が現れていない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤及び異物除去方法によれば、水溶性両性アクリルアミド系重合体を添加してフローテーションを行うことにより、灰分、ピッチ、インクの除去率が向上し、アルカリの消費が少なく、パルプの歩留り率を低下させることなく高品質の脱墨パルプを得ることができる。