(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数７〜２１の脂肪族炭化水素基と、オキシエチレン基と、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基と、を有し、
生分解度６０％以上、かつ、平均分子量１，５００以下の化合物からなり、
前記化合物が、下記一般式（１）で示されることを特徴とする脱墨剤。
Ｒ1ＣＯＯ（ＡＯ）nＲ2    ・・・（１）
（式中、Ｒ1は炭素数７〜２１のアルキル基またはアルケニル基を、Ｒ2はメチル基またはエチル基を表す。ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表し、このオキシアルキレン基は、オキシエチレン基と、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基とを含んで構成される。ｎは３〜２０を表す。）
【請求項２】
前記オキシエチレン基のモル数が、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基の合計モル数以上であることを特徴とする請求項１記載の脱墨剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱墨剤に関し、さらに詳述すると、例えば、新聞や雑誌等の印刷古紙から再生パルプを得る際に好適に用いられる脱墨剤に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
新聞、雑誌等の印刷古紙からパルプを再生して、製紙原料として再利用することは古くから行われている。近年、資源の有効利用と環境保護の立場から印刷古紙の再利用は重要性を増し、再生パルプの用途も拡大している。
印刷古紙を再利用するに際しては、通常、パルパー等の離解機中で、古紙を、苛性ソーダ，炭酸ソーダ，ケイ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等のキレート剤と混合するとともに、これに、脱墨剤である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などの陰イオン界面活性剤、および高級アルコール，アルキルフェノール，脂肪酸等のエチレンオキサイド付加物などの非イオン界面活性剤を単独または２種以上添加して処理している。
【０００３】
ところで、近年、環境保護の観点から生分解性の良好な脱墨剤が求められているが、従来の脱墨剤は、白色度、残インキ等の脱墨性能には優れていても、生分解性という点からみると不充分なものであった。
この点を改良すべく、特許文献１（特開平１１−３２３７５４号公報）では、特定の分岐２級アルコールのエトキシレートが脱墨剤として使用され、これにより生分解性が良好になる旨の記載があるが、脱墨剤の脱墨性能そのものが不十分であるという根本的な問題がある。
【０００４】
一方、脱墨処理の点から見ると、脱墨効率向上のため、ニーダー、リファイナー、ディスパーザー等の処理装置が改良され、その結果、剥離されたインキが微細化される傾向にある。
しかし、上述した陰イオン界面活性剤型の脱墨剤は、フローテーション時に剥離されたインキを捕集する能力が不充分であり、高白色度で残インキの少ない高品質再生パルプを得ることは極めて困難であった。
【０００５】
この問題を解決すべく、近年、脂肪酸アルキレンオキサイド付加型の脱墨剤が種々提案されてきている（特許文献２：特開平６−５７６６７号公報等）。
しかし、この脂肪酸アルキレンオキサイド付加型の脱墨剤は、白色度、残インキ等の脱墨性能については満足できるものの、使用状況によっては、固化やゲル化が生じて著しくハンドリング性が悪化する場合があった。
また、この脱墨剤は、脂肪酸中のカルボキシル基に由来するエステル結合を有するため、保存状況によってはその加水分解反応が進行し、色調、臭気劣化を来し、場合によっては脱墨効果を低下させるものでもあった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３２３７５４号公報
【特許文献２】
特開平６−５７６６７号公報
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、生分解性が良好で環境負荷が小さいのみならず、処理時に適度な泡量を保つためハンドリング性も良好であり、高白色度、低残インキの高品質再生パルプを得ることができる脱墨剤を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、所定の平均分子量を有し、炭素数７〜２３の脂肪族炭化水素基と、オキシエチレン基と、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基とを有する化合物からなる脱墨剤が、優れた生分解性および脱墨性能を併せ持つことを見いだし、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、
１．  炭素数７〜２１の脂肪族炭化水素基と、オキシエチレン基と、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基と、を有し、生分解度６０％以上、かつ、平均分子量１，５００以下の化合物からなり、前記化合物が、下記一般式（１）で示されることを特徴とする脱墨剤、
Ｒ1ＣＯＯ（ＡＯ）nＲ2    ・・・（１）
（式中、Ｒ1は炭素数７〜２１のアルキル基またはアルケニル基を、Ｒ2はメチル基またはエチル基を表す。ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表し、このオキシアルキレン基は、オキシエチレン基と、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基とを含んで構成される。ｎは３〜２０を表す。）
２．  前記オキシエチレン基のモル数が、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基の合計モル数以上であることを特徴とする１の脱墨剤
を提供する。
【００１０】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る脱墨剤は、  炭素数７〜２１の脂肪族炭化水素基と、オキシエチレン基と、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基と、を有し、生分解度６０％以上、かつ、平均分子量１，５００以下の化合物からなり、上記化合物が、下記一般式（１）で示されることを特徴とするものであり、良好な脱墨性能を有するとともに、生分解性に優れるため、環境負荷の小さいものである。
Ｒ1ＣＯＯ（ＡＯ）nＲ2    ・・・（１）
（式中、Ｒ1は炭素数７〜２１のアルキル基またはアルケニル基を、Ｒ2はメチル基またはエチル基を表す。ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表し、このオキシアルキレン基は、オキシエチレン基と、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基とを含んで構成される。ｎは３〜２０を表す。）
本発明において、生分解度とは、ＯＥＣＤテストガイドライン３０１Ｃ  ＭＩＴＩ試験法に準じて行ったときの値を意味し、生分解度６０％以上でかつ分解生成物の残存しない物質は、良分解性と判断される。
【００１１】
脱墨剤は、使用後、凝集沈澱処理および微生物処理などの排水処理を施された後に脱墨処理工程で使用されたその他の薬剤とともに河川に放流されるが、この場合に脱墨剤の生分解性が不充分であると、排水処理時の微生物処理などに時間を要し、結果的に再生古紙の生産コストが高くなるため、生分解度は６０％以上を必要とし、好ましくは、８０％以上である。
【００１２】
本発明における平均分子量は、ケン化価測定値または水酸基価測定値から算出した値であり、この平均分子量が１，５００を超える化合物であると、生分解性が著しく低下する虞がある。より好ましい平均分子量は、１，２００以下、特に１，０００以下である。また、その下限は、特に限定されないが、通常６００程度である。
本発明において、炭素数７〜２１の脂肪族炭化水素基は、インキとの親和力を保持するために必要な基であり、この脂肪族炭化水素基の炭素数が７未満であると、インキとの親和力が低下してインキ捕集が困難となり、その結果、良好な脱墨性能が発揮されない虞がある。一方、炭化水素基の炭素数が２１を超えると、疎水性が高すぎて脱墨剤同士の凝集が進んでしまい、脱墨剤が古紙等のインキに対して充分に作用しなくなる虞がある。
【００１３】
オキシエチレン基等のオキシアルキレン基は、泡特性に関係する基であるが、その中でオキシエチレン基は発泡に作用し、オキシプロピレン基およびオキシブチレン基は抑泡、消泡に作用するものである。
ここで、脱墨処理に必要な適度な泡量を確保するには、オキシエチレン基のモル数がオキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基の合計モル数以上であることが好ましく、この範囲を外れると、適度な泡量が確保できず、操業に支障を来す場合がある。
【００１４】
このような化合物としては、炭素数７〜２１のアルコール，脂肪酸，アミン，アマイドなどに、エチレンオキサイドと、プロピレンオキサイドおよび／またはブチレンオキサイドとを付加させたものが挙げられる。
この場合、エチレンオキサイドの付加モル数は２〜２０モル、好ましくは５〜１８モルである。プロピレンオキサイドおよび／またはブチレンオキサイドの付加モル数は、合計で１〜１０モル、好ましくは１〜５モルであるが、前述のように、エチレンオキサイドの付加モル数が、プロピレンオキサイドおよび／またはブチレンオキサイドの合計付加モル数以上であることが好ましく、より好ましくは、エチレンオキサイドの付加モル数／プロピレンオキサイドおよび／またはブチレンオキサイドの合計付加モル数が２／１〜１０／１の範囲である。
【００１６】
式（１）において、炭素数７〜２１のアルキル基またはアルケニル基としては、ｎ−ヘプチル、ｎ−ウンデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘプタデシル、イソヘプチル、イソウンデシル、イソヘプタデシル基等のアルキル基、またはこれらに対応するアルケニル基等を用いることができる。
【００１７】
上記式（１）の化合物において、Ｒ1が炭素数２１より大きいアルキル基またはアルケニル基であると、フローテーション時の泡量が低下して操業に支障を来す場合がある。一方、Ｒ1が炭素数７より小さなアルキル基またはアルケニル基であると、充分なインキ捕集力が発揮されない場合がある。
【００１８】
また、オキシアルキレン基ＡＯの付加モル数ｎが２０より大きくなると、生分解性が不十分となる虞があり、３より小さいと、充分な脱墨性能が得られない場合がある。
式（１）の化合物におけるオキシアルキレン基ＡＯは、オキシエチレン基と、オキシプロピレン基および／またはオキシブチレン基とを含んで構成されるものであり、このオキシアルキレン基の総付加モル数ｎは３〜２０モルであるが、この場合も、オキシエチレン基の付加モル数、オキシプロピレン基および／またはオキシプロピレン基の合計付加モル数、およびこれらの各付加モル数は、上述した値および関係を満たすことが好ましい。
【００２４】
以上説明した式（１）で示される化合物の原料となる脂肪酸の具体例としては、特に限定されるものではなく、豚油，牛脂等の動物油、オリーブ油，パーム油，大豆油，菜種油，亜麻仁油，ヤシ油等の植物油、および魚油から得られる天然油脂由来の脂肪酸または脂肪酸アルキルエステルであってもよく、また合成脂肪酸または合成脂肪酸アルキルエステルであってもよい。
なお、上記脂肪酸または脂肪酸アルキルエステルは、単独でまたは２種以上の混合物として使用することができる。
【００２５】
式（１）で示される化合物の製造方法および製造条件は、特に限定されるものではなく、公知の操作手順および反応条件を用いることができる。
例えば、Ｒ2がメチル基またはエチル基の化合物の製造は、特開平６−５７６６７号公報に記載された金属触媒の存在下、脂肪酸アルキルエステルにアルキレンオキサイドを直接挿入する方法、脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物の末端水酸基をアルキルクロライド等でアルキル化する方法、低級アルコールにアルキレンオキサイドを付加させた後、さらに高級脂肪酸でエステル化する方法等を適宜選択して行うことができる。
【００２６】
本発明の脱墨剤は、古紙離解工程もしくは熟成工程の一方に添加して、または両工程に分割添加して使用するのが好ましく、その添加量は原料古紙に対して（組成物の場合は脱墨剤成分が）０．１〜３．０質量％であることが好ましい。また古紙離解工程において、本発明の脱墨剤とともに、必要に応じて、水酸化ナトリウム，珪酸ナトリウム，炭酸ナトリウム等のアルカリ剤、過酸化水素などの漂白剤を併用することもできる。
【００２７】
なお、以上説明した本発明の脱墨剤は、公知のその他の脱墨剤、例えば、高級アルコール硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコールやアルキルフェノールのエチレンオキシド付加物等と併用して使用することもできる。また、本発明の目的を達成し得る範囲において、必要に応じてアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、酵素、高分子凝集薬剤等を使用することもできる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
［実施例１〜３、参考例１，２、比較例１〜３］
表１に示される脱墨剤を用いて、生分解性試験および種々の脱墨性能評価を行った。なお、評価方法は下記の通りである。
【００３０】
［１］生分解性試験
ＯＥＣＤテストガイドライン３０１Ｃ  ＭＩＴＩ試験に準じて下記条件にて行った。
〔試験条件〕
試料濃度:３０〜１００ｐｐｍ
活性汚泥濃度：３０〜１００ｐｐｍ
試験温度：２５℃
試験期間：２８日間
【００３１】
〔評価〕
生分解度は、ＢＯＤ（生物化学的酸素消費量）を経日で測定し、この値とＴＯＤ（総酸素消費量）とを用いて下記式から求めた。結果を表２に示した。
生分解度（％）＝１００×（ＢＯＤ／ＴＯＤ）
○：生分解度６０％以上
△：生分解度４０％以上から６０％未満
×：生分解度４０％未満
【００３２】
［２］脱墨性能
原料の印刷古紙（オフセット印刷古紙／チラシ＝７／３）を３ｃｍ×３ｃｍに切断後、パルプ離解機（熊谷理機工業（株）製）に入れ、原料古紙質量に対し、苛性ソーダ１．５質量％、３号珪酸ソーダ３．０質量％、過酸化水素（有効成分）１．５質量％および表１の脱墨剤を０．３質量％添加した。
続いてパルプ濃度１５質量％となるように温水を加え、５０℃で１５分間離解処理を行った。得られたパルプスラリーを２０質量％に濃縮した後、５０℃で１８０分間ソーキングし、その後温水を加えてパルプ濃度１質量％に希釈し、４０℃で５分間フローテーション処理を行った。
【００３３】
このパルプスラリーを０．３質量％に希釈し、８０メッシュのふるいで自重脱水した。抄紙はタッピマシーン（（株）東洋精機製作所製）により行った。得られたシートの白色度を測色色差計（日本電色工業（株）製）で測定し、残インキ面積率を画像解析装置（（株）ニレコ製）で測定した。結果を表２に示した。
また、フローテーション時の操業性（泡量）は、次の基準で評価した。
Ａ：操業性良好
Ｂ：泡がやや多いが操業性問題なし
Ｃ：泡がやや少ないが操業性問題なし
Ｄ：泡が多すぎて操業困難
Ｅ：泡が少なすぎて操業困難
【００３４】
【表１】
0004035725.tif 000002
【００３５】
表１中、ＥＯはエチレンオキサイド基を、ＰＯはプロピレンオキサイド基を表す。(ＥＯ)(ＰＯ)の記載は、エチレンオキサイド基とプロピレンオキサイド基とがこの順序でブロック結合していることを表し、（ＥＯ／ＰＯ）の記載は、エチレンオキサイド基とプロピレンオキサイド基とがランダム結合していることを表す。
実施例１〜３、参考例１，２および比較例１，２の平均分子量はケン化価測定値から算出した値を、比較例３の平均分子量はＯＨＶ測定値から算出した値を示す。
比較例１の脱墨剤は、パーム油とグリセリンとの混合物1モル(パーム油／グリセリン＝１／１モル比)に対し、ＥＯ３０モル、ＰＯ１０モルをランダム付加したものである。
【００３６】
【表２】
0004035725.tif 000003
【００３７】
表２に示されるように、実施例１〜３の脱墨剤は、白色度、残インキ面積率および操業性に優れるとともに、平均分子量が小さいため、比較例の脱墨剤よりも生分解性に著しく優れていることがわかる。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、生分解性に優れるため環境負荷が低く、新聞等の印刷古紙の脱墨処理時に適度な泡量を保つため操業性に優れ、かつ、高白色度、低残インキの高品質再生パルプを与える脱墨剤を提供することができる。