(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙離解原料からインキを剥離するインキ剥離工程と剥離したインキを除去するインキ除去工程を含む脱墨方法において、インキ剥離工程にて、非イオン性ポリオキシアルキレン型界面活性剤である脱墨剤と、陰イオン界面活性剤または分子量が１０００以下のポリエチレングリコールである助剤とを混合することにより、脱墨剤がインキ剥離工程の処理温度より０〜１０℃低い曇点を有するようにしてインキ剥離を行なうことを特徴とする脱墨方法。
【請求項２】
前記ポリエチレングリコールの分子量が５００以下である、請求項1に記載の脱墨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法に関する。更に詳しくは、新聞、チラシ、雑誌、コピー、コンピュータープリントアウトなどをパルパー等で離解した古紙原料から、ニーダーやディスパーザー等によってインキを繊維から剥離するインキ剥離工程と、その後のフローテーション及び／または洗浄を行ないインキを除去するインキ除去工程からなる脱墨処理を行なうに際し、非イオン界面活性剤、および、該当非イオン界面活性剤の曇点を上昇させる助剤を用いることで、インキの剥離性を飛躍的に向上させ、高白色度で未剥離インキが極めて少なく、微細なインキに起因する色のくすみの少ない、脱墨パルプを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省資源或いは地球規模での環境保護といった観点から、古紙の再生利用率を上昇させることが求められており、再生利用の範囲を拡大することが極めて重要な問題となっている。古紙の再生利用範囲を拡大するためには、ホットメルト接着剤や粘着剤などの軟質異物を多く含む雑誌古紙やオフィス古紙などを利用する必要があり、インキと軟質異物の両方を効率良く除去することが必要である。
【０００３】
従来の脱墨方法は、パルパー等の離解機を用い苛性ソーダ、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等のキレート剤とともに、界面活性剤を添加し、インキの繊維からの剥離および微細化を行ない、続いてフローテーション及び／または洗浄により脱インキを行なう方法が主流である。しかしながら、従来の脱墨方法では脱インキを目的として、上記薬品が添加されており、これらの古紙に含まれる軟質異物に対する効果は考慮されていない。特に感圧接着テープ等の粘着剤は、離解時の界面活性剤の存在によって、微細化が促進し、かつ変形性に富んでいるため、スクリーン等をますます通過し易くなり、抄紙工程において粘着問題を引き起こしていた。
【０００４】
粘着剤の除去方法としては、特願平2000−242518号に粘着剤の微細化を促進する界面活性剤を古紙の離解時に添加せずに、粘着剤をスクリーンで除去した後にニーダーに添加して脱インキを行なう方法があり、粘着異物の除去という点で効果的である。しかしながら、この方法では、ニーダーでの処理温度が高く、パルパーで用いる脱墨剤の効率が低下するためインキ剥離性が低下し、高白色度で未剥離インキの少ないの高品質の再生パルプが得られない。このように、従来の方法では、インキと軟質粘着異物の両方を効率よく除去することができなかった。
【０００５】
繊維からのインキの剥離性は、Woodの文献（D.L.Wood, Alcohol ethoxylates and other nonionics as surfactants in the deinking of waste paper, Proceedings Tappi Pulping Conference, pp435-446, Tappi Press, Atlanta, GA (1982).）に述べられているように、インキ剥離工程温度に対して、同じかやや高い（５℃程度）曇点を持つ脱墨剤を用いる時に最も効率が良くなる。しかしながら、インキ剥離工程で用いられているニーダーやディスパーザーは高パルプ濃度で行うため、摩擦熱が発生し、一般的に処理温度はパルパーの温度よりも高く、このため、パルパーに添加する脱墨剤よりも、より曇点の高い脱墨剤を使用することが、インキ剥離の点から望ましい。しかしながら、高い曇点を持つ脱墨剤は低い曇点を持つ脱墨剤に比べて、より水和水を多く保持する必要があるため、親水性が高い。このため、疎水性のインキに対する親和力が弱くインキ剥離性が低下する。従って、高温処理においてインキ剥離を充分に行うためには、単に曇点を上げるだけでは不十分であり、高白色度で未剥離インキの少ない再生パルプが得られなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、インキ剥離工程において、繊維からインキを効率よく剥離させ、しかもその後のフローテーションまたは洗浄処理において、剥離インキの補集力と適度な泡立ちに優れ、高白色度で未剥離インキが極めて少なく、微細なインキに起因する色のくすみの少ない、脱墨パルプを製造する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は離解した古紙繊維からのインキの剥離性について、鋭意研究を重ねた結果、インキ剥離工程の温度に対して、脱墨剤が0〜−10℃以内の曇点を持つように、曇点を上昇させる助剤薬品を混合することによって、界面活性剤分子のインキ界面に対する親和性が向上し、インキ剥離性が著しく改善されることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、少なくとも古紙離解原料からインキを剥離するインキ剥離工程と剥離したインキを除去するインキ除去工程を含む脱墨方法において、インキ剥離工程にて、脱墨剤と脱墨剤の曇点を上昇させる助剤（例えば、陰イオン界面活性剤、または、分子数が1000以下、好ましくは500以下のポリエチレングリコール）とを混合することにより、脱墨剤がインキ剥離工程の処理温度より0〜10℃低い曇点を有するようにしてインキ剥離を行なうことを特徴とする脱墨方法を提供するものである。
【０００９】
本発明で、陰イオン界面活性剤によって脱墨剤の曇点が上昇する理由としては、刈米の文献（刈米 孝夫、“界面活性剤の性質と応用”、幸書房、p48−51）に述べられているように、次のような理由が考えられる。脱墨剤の水溶液は、曇点以上の温度で、脱墨剤分子中のオキシエチレン部分と水素結合によって水和している水分子が脱水和して、溶解性が低下しミセルを形成して白濁する。陰イオン性界面活性剤の存在下では、陰イオン性界面活性剤が比較的緻密な脱墨剤のミセルを膨潤するため、ミセル内部のオキシエチレン鎖と水との水和が増大するため、曇点が上昇すると考えられる。この現象によって、疎水性の高い脱墨剤の曇点が向上し、インキに対する親和性が高く、剥離性が向上するため、親水性が高く曇点の高い脱墨剤に比べて、高白色度で未剥離インキの少ない再生パルプが得られると考えられる。一方、ポリエチレングリコールによって、非イオン界面活性剤の曇点が上昇する理由は明らかではないが、例えば次のような理由が考えられる。グリコールエーテルは親水性が強くその曇点は一般的な脱墨剤の曇点よりも高い。このため、温度の上昇に伴って脱墨剤分子が会合しミセルを形成する時に、脱墨剤分子とグリコールエーテルが会合することによって、ミセルの形成を阻害し、曇点が上昇すると考えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の脱墨方法は、従来のニーダー、ディスパーザー等の機械力を伴うインキ剥離工程と、それに続く浮遊選別工程、洗浄工程からなる脱墨処理工程に適用できる。機械力によってインキを剥離する装置としては、Carreらの文献（B. Carre, Y. Vernac and G. Galland, Pulp and Paper Canada, 99(9), 46 (1998).）に示される各種離解、混練、分散技術に基づく装置が挙げられる。更に、必要に応じて水酸化ナトリウム、珪酸ソーダ、酸化性漂白剤、還元性漂白剤を加えることができる。用いる装置或いは処理条件については、特に制限はない。また、異物除去や高白色度化が必要ならば、上記インキ剥離工程に通常用いられている異物除去工程および漂白工程などを組み入れることができる。
【００１１】
本発明は、古紙離解原料として、新聞、チラシ、更系雑誌、コート系雑誌、模造・色上質紙、コピー用紙、コンピューターアウトプット用紙、或いはこれらの混合した古紙を離解した原料に適用できる。また、離解する条件および装置、各古紙の混合比率については特に制限はない。
【００１２】
本発明で使用する脱墨剤としては、公知または新規の非イオン性ポリオキシアルキレン型脱墨剤を挙げることができる。これらは、例えば、例えば脂肪酸塩、高級アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸などのアルキレンオキシド付加物などが挙げられる、これらの単一性分からなるものでも2種以上の成分の混合物でも良い。
【００１３】
本発明の脱墨方法においては、特にインキの剥離を促進させる目的で、公知の陰イオン界面活性剤、例えば脂肪酸塩、高級アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコールリン酸エステル塩、または、分子数1000以下、好ましくは500以下のポリエチレングリコール等を使用することによって、ニーダーに添加する脱墨剤の曇点を工程温度に対して、0〜−10℃の範囲に制御することができる。助剤薬品を加えることにより、工程温度よりも曇点が高くなった場合は、脱墨剤は水中で強く水和しており、インキ親和性とインキ補集性が低下するために高白色度の再生パルプを得ることができない。工程温度よりも10℃以上曇点が低い場合は、界面活性能が著しく低下し、インキ界面への吸着能が弱く、高白色度のパルプを得ることができない。
【００１４】
脱墨剤の曇点を上昇させる助剤の脱墨剤に対する混合率については、特に制限はないが、脱墨剤に対して対重量比１〜３０％の範囲で混合することが好ましい。脱墨剤に対して１％未満の混合率では、脱墨剤の曇点がほとんど上昇しないため、インキの剥離性が向上しない。脱墨剤に対して３０％を超える混合率では、脱墨剤の添加量が少ないためインキ剥離性が低下し、得られる再生パルプの残インキ量が増加すると共に白色度が低下する。
【００１５】
なお、曇点の高い脱墨剤は強く水和しており、親水性が高く、インキに対する親和性が低いため、インキ剥離工程の処理温度より０〜１０℃低くなるように脱墨剤の曇点を下降させても、インキ剥離性が向上しない。従って、工程の処理温度より１０℃を超えるような高い曇点を持つ脱墨剤の使用も好ましくない。また、曇点を下降させるような助剤の使用も好ましくない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明による脱墨パルプの製造方法では、新聞、チラシ、雑誌、コピー、コンピューターアウトプットなどを離解した古紙原料の古紙繊維に付着しているインキの剥離性に優れるので、高白色度でかつ残インキの少ない高品質な再生パルプおよび再生パルプシートを得ることができる。
【００１７】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に示すが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
《脱墨剤》
非イオン性ポリオキシアルキレン型脱墨剤を脱墨剤として用いた。その曇点を表1に示す。また、用いた脱墨助剤を表2に示す。
《脱墨試験》
印刷後3ヵ月経過した新聞古紙30重量%とチラシ20重量%、更系雑誌25重量%、コート系雑誌25重量%からなる古紙を細断し混合した。その混合古紙絶乾600gに対して水酸化ナトリウム1.0重量%、珪酸ソーダ3.0重量%および過酸化水素1.0重量%を加え、さらに水でパルプ濃度15重量%に調整した後、５リットル容量のパルパーを用いて、40℃で、3分間離解した。離解した試料を25重量％濃度まで濃縮した後、表３に示す脱墨剤／脱墨助剤の混合物を0.2重量％加え、60℃にて山本式ラボニーダーを用いてニーダー処理を行った。ニーダー処理後の試料100gを42メッシュの篩を用いて30リットルの水で洗浄し、完全洗浄パルプを得た。この完全洗浄パルプに水を加えて0.2重量%濃度に希釈し、JIS法に従って手すきを行ない、パルプシートを作成した。
【００１８】
また、離解した試料に水を加えて古紙濃度が1%になるように希釈し、これをフローテーターに注入してフロス重量％が10％になるようにフローテーションを行なった。フローテーション後のパルプスラリーをJIS法に従い絶乾坪量200g/cm2の手抄きシートを作成した。
《ダート個数および面積の測定》
完全洗浄パルプから作成したパルプシート5枚について、画像解析装置（スキャンマーク800）を用いて0.05m2以上のダート面積を測定した。結果を表3に示す。
《白色度の測定》
フローテーション後のパルプスラリーから作成した手抄きシートをJIS法に従い、ハンター反射率計を用いて測定した。結果を表3に示す。
《曇点の測定》
曇点は脱墨剤をイオン交換水で1％に希釈し、その溶液を加温し、シャープに濁る温度を測定した。結果を表1および表3に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
【表２】
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【００２１】
【表３】
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【００２２】
【比較例】
表４に示されている非イオン性ポリオキシアルキレン型脱墨剤を用いる以外は、実施例と同様に行った。結果を表4に示す。
【００２３】
【表４】
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