(57)【要約】【課題】  脱インキ性や粘着物低減性を更に向上させた脱墨剤を提供する。【解決手段】  炭素数12の飽和脂肪酸40〜50重量％と不飽和脂肪酸とを含有し、飽和脂肪酸(a1)と不飽和脂肪酸(a2)の重量比が(a1)／(a2)＝90／10〜75／25である脂肪酸混合物(a)を、要すれば非イオン性界面活性剤(b)と併用して脱墨剤とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数12の飽和脂肪酸40〜50重量％と不飽和脂肪酸とを含有し、飽和脂肪酸(a1)と不飽和脂肪酸(a2)の重量比が(a1)／(a2)＝90／10〜75／25である脂肪酸混合物(a)からなる脱墨用添加剤。
【請求項２】
炭素数12の飽和脂肪酸40〜50重量％と不飽和脂肪酸とを含有し、飽和脂肪酸(a1)と不飽和脂肪酸(a2)の重量比が(a1)／(a2)＝90／10〜75／25である脂肪酸混合物(a)と、HLBが2〜12の非イオン性界面活性剤(b)とを含有する脱墨剤。
【請求項３】
(a)／(b)の重量比が10／90〜40／60である請求項２記載の脱墨剤。
【請求項４】
(b)がアルコール系非イオン性界面活性剤である請求項２又は３記載の脱墨剤。
【請求項５】
フロテーション工程以前に請求項２〜４の何れか１項記載の脱墨剤の(a)と(b)とを添加する脱墨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新聞、雑誌等の古紙再生時に用いられる脱墨用添加剤及び脱墨剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の脱墨環境の変化、例えば原料古紙の変化、印刷技術（印刷方式、印刷インキ成分等）の変化、脱墨装置の変化などにより、脱墨剤に要求される性能は多様化、高度化しており、よりインキ捕集性が強く、また、泡切れ性の良い脱墨剤への要望が高まっている。脂肪酸塩は、インキ捕集性に優れ、泡切れ性も良好であるため、当業界において見直されつつある脱墨剤である。
【０００３】
脂肪酸塩（石鹸）或いは脂肪酸を用いた技術としては、インキ捕集剤として最強で泡切れ性の良好な飽和脂肪酸石鹸又は飽和脂肪酸（系内のアルカリ剤により石鹸となる）とインキ剥離剤あるいは起泡剤との組み合わせが特許文献１等に開示されており、脂肪酸とアルコールのアルキレンオキサイド付加物の併用又は配合物によるインキ剥離性アップ、インキ捕集性アップによる再生パルプの高品質化をうたっている。また、特許文献２等に開示されているように、脂肪酸を非イオン界面活性剤又はアニオン性界面活性剤と併用してO/W型乳化物として操作性を改善する技術も知られている。更に、特許文献３には、飽和脂肪酸のインキ捕集性等を損なうことなく、且つ製品形態を液状として操業性を改善し、しかも再生パルプの脱墨品質を向上するような脱墨剤を得るために、総炭素数12〜14の飽和脂肪酸を必須として含有する脂肪酸混合物を非イオン性界面活性剤で溶解させて液状組成物とすることが記載されている。
【特許文献１】特開昭62-250291号
【特許文献２】特開平5-501286号
【特許文献３】特許第2992210号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献３により、液状で操作性のよい脱墨性能に優れた脱墨剤が得られるが、今日では原料古紙中のチラシや雑誌の比率が増加し、脱墨工程での古紙自身の発泡性が増加する傾向にあるため、十分な脱墨性能が発現しにくいことがある。しかも、脱墨パルプの配合率の上昇に伴い、脱墨剤に対しても、脱インキ性や粘着物の低減性といった脱墨性能を向上させることが要求されている。
【０００５】
本発明の課題は、脱墨性能、特に脱インキ性や粘着物低減性を更に向上させた脱墨剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、炭素数12の飽和脂肪酸40〜50重量％と不飽和脂肪酸とを含有し、飽和脂肪酸(a1)と不飽和脂肪酸(a2)の重量比が(a1)／(a2)＝90／10〜75／25である脂肪酸混合物(a)〔以下、(a)成分という〕からなる脱墨用添加剤を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、炭素数12の飽和脂肪酸40〜50重量％と不飽和脂肪酸とを含有し、飽和脂肪酸(a1)と不飽和脂肪酸(a2)の重量比が(a1)／(a2)＝90／10〜75／25である脂肪酸混合物(a)と、HLBが2〜12の非イオン性界面活性剤(b)とを含有する脱墨剤を提供するものである。本発明の脱墨剤により、フロテーション工程以前に該脱墨剤の(a)と(b)とを添加する脱墨方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、脱インキ性や粘着物低減性に優れ、白色度が高く粘着物の少ない脱墨パルプが得られる脱墨用添加剤及び脱墨剤が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
脱墨剤として用いる場合、長鎖飽和脂肪酸は、インキ捕集力は強いが常温では固体で操作性が悪い。このため、脱墨工程で系内温度を融点以上にする必要があり、エネルギー消費量が高いとともに、粘着物に対しても軟化を引き起こしてしてしまい、粘着物が抄紙工程へ持ちこまれやすい傾向がある。また、インキ捕集力が強いため、除去しきれなかった粘着物がインキとからまり、粗大化し粘着物トラブルを引き起こしてしまうことがある。この傾向は、脂肪酸のアルキル基が長いほど顕著である。一方、不飽和脂肪酸は、粘着物に対する分散効果が良く粗大化の問題はないが、インキ捕集力は弱いため、単独で優れた性能を得るには限界がある。
【００１０】
本発明では、脱墨用添加剤を構成する(a)成分として、炭素数12の飽和脂肪酸40〜50重量％と不飽和脂肪酸とを含有し、且つ飽和脂肪酸(a1)と不飽和脂肪酸(a2)の重量比が(a1)／(a2)＝90／10〜75／25である脂肪酸混合物を用いることにより、脂肪酸の長所と短所が均一化され、インキ捕集力、起泡性、粘着物低減性及び操作性をバランス良く発現する脱墨用添加剤を得たものである。
【００１１】
脱墨システムにおいて、使用される原料古紙、あるいはフロテーター機種によって脱墨剤に要求される発泡性レベルが異なり、操業トラブルを引き起こしてしまうことがある。また、古紙の劣化度合い、パルパーあるいはニーダーの機械力の違いによりインキの微細化度合いに影響を及ぼし、インキの微細化が大きいと白色度の低下につながるため、脂肪酸と非イオン性界面活性剤の比率でそれらをコントロールすることができる。例えば、高発泡システムでは発泡性の低い脂肪酸単独あるいは比率の高いところが好適であり、低発泡システムでは泡が立ちにくいため泡を立たせる目的で非イオン性界面活性剤を用いるのが好適である。また、脂肪酸比率が高い方がインキの微細化を抑制することができる。
【００１２】
(a)成分は単独で脱墨剤として使用できるが、本発明の(b)成分を始め、脱墨剤として用いられる他の界面活性剤等と併用する助剤としても使用できる。
【００１３】
(a)成分のうち、飽和脂肪酸(a1)の炭素数は８〜22、更に12〜18が好ましく、飽和脂肪酸(a1)中、炭素数12の飽和脂肪酸の比率は40〜50重量％、更に43〜48重量％が好ましい。また、不飽和脂肪酸(a2)の炭素数は12〜18、更に16〜18が好ましい。
【００１４】
本発明において、飽和脂肪酸(a1)と不飽和脂肪酸(a2)の重量比は(a1)／(a2)＝90／10〜75／25であり、更に85／15〜80／20が好ましい。
【００１５】
また、本発明の(a)成分は、タイター（融点；JIS K −0065）が10〜50℃範囲、好ましくは20〜45℃の範囲にあるものが良い。このタイター範囲内であれば不飽和脂肪酸、重合脂肪酸、樹脂酸を含んでも良い。
【００１６】
また、本発明においては、発泡性とインキ剥離性を向上させるために(a)成分と共に(b)成分である非イオン性界面活性剤を併用することができる。
【００１７】
(b)成分としては、インキ剥離作用を持ち、脱墨剤として認識されるものが使用される。非イオン性界面活性剤としては、活性水素を有するアルコール類、アミド類もしくは脂肪酸類に、炭素数２〜４のアルキレンオキサイド（以下、AOと略記する）をランダム付加あるいはブロック付加して得られる化合物又はそれらの脂肪酸エステル化物が好ましく、特にアルコール系非イオン性界面活性剤が好ましい。具体的には以下のようなものが挙げられる。
【００１８】
(1)アルコール系非イオン性界面活性剤
総炭素数８〜24の飽和もしくは不飽和の第１級もしくは第２級アルコールのアルキレンオキサイド付加物又は総炭素数８〜12のアルキルフェノールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。構成アルコールとしては、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコールが好ましい。また、アルコールに付加するAOは、エチレンオキサイド（以下、EOと略記する）、プロピレンオキサイド（以下POと略記する）、ブチレンオキサイドが挙げられ、特にEOを必須とするのが望ましい。AOの付加モル数は、アルコール又はアルキルフェノール１モルに対し３〜200 モル、特に10〜80モルが好ましく、この範囲において特にインキ剥離性が良好で液状化が容易な非イオン性界面活性剤が得られる。付加形態はランダム付加又はブロック付加どちらでも良い。
【００１９】
(2)脂肪酸系非イオン性界面活性剤
総炭素数10〜24の飽和もしくは不飽和の高級脂肪酸のAO付加物が挙げられる。高級脂肪酸としては、飽和脂肪酸はラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘニン酸等が挙げられる。また不飽和脂肪酸ではパルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸、リシノール酸等が挙げられる。またAOの種類及び付加モル数は上記と同様である。
【００２０】
(3)アミン系非イオン性界面活性剤
総炭素数８〜36の飽和又は不飽和の第１級又は第２級アミンのAO付加物が挙げられる。アミンとしては、２−エチルヘキシルアミン、ジ２−エチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、ジラウリルアミン、テトラデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ジヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、ジステアリルアミン、オレイルアミン、ジオレイルアミン等が挙げられる。またAOの種類及び付加モル数は上記と同様である。
【００２１】
(4)エステル−油脂系非イオン性界面活性剤
総炭素数８〜24の飽和又は不飽和の脂肪酸とグリセリンとのエステルからなる油脂と２〜10価の多価アルコールとの混合物のAO付加物が挙げられる。脂肪酸としては上記(2)で例示したものが挙げられる。２〜10価の多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ソルビトール、ソルビタン、ショ糖等が挙げられる。またAOの種類及び付加モル数は上記と同様である。
【００２２】
これらの非イオン性界面活性剤以外でも脱墨剤として好適な性質を持つものであれば(b)成分として使用できる。また(b)成分は、デービス(Davies)氏によるHLBが２〜12であり、特に３〜10の範囲のものが好ましく使用される。
【００２３】
本発明において、前記した(a)成分と(b)成分の比率は重量比で(a)／(b)＝10／90〜40／60、更に15／85〜30／70の範囲が好ましい。この範囲であると、固化・分離が抑制され液状化も容易となり、またインキ剥離性、インキ捕集性、泡切れ性も良好となる。
【００２４】
上記(a)／(b)重量比を満たした上で、本発明の脱墨剤における(b)成分の含有量は、40〜90重量％、更に60〜85重量％、特に65〜80重量％であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の脱墨剤における(a)成分と(b)成分の合計は、60〜100重量％、更に70〜100重量％、特に85〜100重量％であることが好ましい。
【００２６】
本発明の脱墨剤は、液状組成物とすることができる。特に、(a)成分と(b)成分を併用する場合は、液状化が容易である。その際、水を添加することにより脂肪酸混合物の溶解を促進することができる。ただし、水の量が多過ぎると液状組成物が増粘したり固化したりすることがあるため、水の量は液状組成物中40重量％以下とすることが好ましく、より好ましくは５〜20重量％である。
【００２７】
また、上記(a)成分と(b)成分とを含有する液状組成物の製造方法は限定されないが、各成分を一括で仕込み一旦(a)成分の脂肪酸混合物の融点以上に加熱して混合し、充分脂肪酸を溶解させた後、常温付近まで冷却する方法が挙げられる。本発明の脱墨剤は、常温で脂肪酸の結晶が析出せず、しかも温度変化による分離・固化或いは結晶の析出が生じないことが好ましい。
【００２８】
本発明の脱墨剤となる液状組成物は、液状化指数が0.8〜1.2、更に0.9〜1.1の範囲にあることが望ましい。ここで「液状化指数」とは次の方法で算出されるものである。まず、脂肪酸混合物を非イオン性界面活性剤に溶解させた液状組成物を調製し、適当な円筒容器に入れ常温で一定期間静置後、その上部１／10（体積基準）の液と下部１／10（体積基準）の液を採取し、それぞれの酸価（JIS K-3504）を測定する。その値から、〔上部の酸価〕／〔下部の酸価〕の比を求めこれを液状化指数とする。液状化指数が１に近づくほど均一な溶解（場合によっては分散）状態にあることを意味する。
【００２９】
本発明の脱墨剤は、フロテーション工程以前、すなわち、古紙離解工程、ニーダー処理工程、熟成タワー工程及びフロテーション処理工程の何れかもしくは各工程への分割添加してもよいが、古紙離解工程、ニーダー処理工程等の高い剪断力を有する場所へ添加した場合が最も効果が高い。その添加量は原料古紙に対して0.05から1.0重量％が好ましい。
【００３０】
また、(a)成分と(b)成分とを含有する脱墨剤を添加する以外に、(a)成分と(b)成分を予め混合せず、フロテーション工程以前に別々に添加してもよく、このような方法でも本発明の効果が得られる。
【００３１】
また、本発明の脱墨剤には必要に応じて従来から一般に用いられている公知の脱墨剤、例えば高級アルコール硫酸塩、ポリオキシアルキレン高級アルコール硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等と併用することも可能である。
【実施例】
【００３２】
実施例１〔(a)成分単独系〕
表１の脂肪酸混合物を脱墨剤として用い、以下の方法で脱墨処理を行い、白色度と粘着物を評価した。結果を表２に示す。
【００３３】
原料古紙（新聞紙／チラシ／雑誌＝55／35／10、重量比）を２cm×５cmに細断した後、卓上離解機に入れ、そこに水酸化ナトリウム１％（対古紙重量％）、珪酸ナトリウム３％（対古紙重量％）、過酸化水素１％（対古紙重量％）、表２の脱墨剤を有効分換算〔(a)成分の合計〕で0.3％（対古紙重量％）、及び水を加えてパルプ濃度15重量％、40℃で10分間離解した。更に、40℃下60分間熟成したのち、水を加えてパルプ濃度１重量％にし、次いで、Voith-IHI社のEco-フロテーターを用いて、40℃にて10分間フロテーション処理を行った。フロテーション後のパルプスラリーを10重量％濃度まで濃縮後、水を加えて１重量％濃度に再び戻し、タッピシートマシンにてパルプシートを作成し、通風乾燥した。得られたパルプシートを白色度計にて白色度を測定した。
【００３４】
一方、粘着物量については、フロテーション処理後のパルプスラリーを、乾いたパルプとして10ｇ相当量採り、パルマック社のマスタースクリーン装置（４cutスリットスクリーン）を用いて処理をし、残査を濾紙に受けた。その上にPPC用紙（コピー用紙）を重ね、ドラムドライヤー乾燥をし、更に150℃、175℃、0.5MPa、２分間ヒートプレス処理を行い粘着物を転写させた。次いで、濾紙とPPC用紙とを剥がし、転写されたPPC用紙側の余分な繊維分をはけにて剥ぎ取り、残った粘着物をダートカウンター計にて個数を測定した。
【００３５】
【表１】
2005082929.tif 000002
【００３６】
（注）表中、Ｃの次の数は炭素数であり、Ｆの次の数は不飽和結合の数を表す（以下同様）。
【００３７】
【表２】
2005082929.tif 000003
【００３８】
実施例２〔(a)成分、(b)成分併用系〕
【００３９】
原料古紙（新聞紙／チラシ／雑誌＝55／35／10、重量比）を２cm×５cmに細断した後、卓上離解機に入れ、そこに水酸化ナトリウム0.5％（対古紙重量％）、表３の脱墨剤を有効分換算〔(a)成分と(b)成分の合計〕で0.2％（対古紙重量％）、及び水を加えてパルプ濃度15重量％、40℃で10分間離解した。次いで、脱水を行いパルプ濃度25重量％にし、ここに更に水酸化ナトリウム0.5％（対古紙重量％）、珪酸ナトリウム２％（対古紙重量％）、過酸化水素0.5％（対古紙重量％）、表２の脱墨剤を有効分換算〔(a)成分と(b)成分の合計〕で0.05％（対古紙重量％）加えてニーダー処理し、60℃下120分間熟成した後、前記実施例１の条件でVoith-IHI社のMT-フロテーターを用いて、フロテーション処理を行った。
【００４０】
また、表３中の実施例２−５〜２−９及び比較例２−９〜２−１４の脱墨剤については、10℃における液状化指数を測定した。ただし、(a)成分を(b)成分と水に溶解させた液状組成物〔(a)＋(b)が90重量％、水が10重量％〕を調製して測定に用いた。
【００４１】
【表３】
2005082929.tif 000004
【００４２】
（注）表中、EO、PO次の数は平均付加モル数である。また、(b)非イオン性界面活性剤において、［  ］はランダム付加を表し、末端の水素原子は省略してある。また、別添加は、(a)成分と(b)成分を別々に添加し、配合添加は、(a)成分と(b)成分を予め混合して添加したことを意味する。