JP2000119986A

JP2000119986A - 木材パルプを用いずに板紙を製造する方法

Info

Publication number: JP2000119986A
Application number: JP10378618A
Authority: JP
Inventors: Akio Onda; 昭雄御田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】板紙の製造で再生パルプを主原料とすると
き、つなぎパルプとして用いる木材パルプを、地球環境
保護の立場から、（１）容易に、かつ大量生産が可能
で、かつ強度が大きい非木材パルプに求め、（２）古紙
の再生パルプを主に、つなぎ用の非木材パルプを従に配
合することによって、木材パルプを用いずに段ボール等
の原紙として使える強度のある板紙を、容易に、かつ大
量生産を可能とする技術を提供する。【解決手段】キビ類の幹茎を斜めにかつ並行に切断
し、脱汁と脱ピス（髄質）することにより繊維を傷めず
に長いラインド（厚皮）をパルプ原料として取得する第
１工程と、ラインドをアルカリ性の蒸解薬液、好ましく
はＰＡ法の蒸解薬液（過酸化水素のアルカリ溶液に蒸解
助剤を加えたもの）で蒸解して、引き裂き強度をはじ
め、引っ張り、破裂強度等の諸強度の大きいパルプを、
木材パルプに代わるつなぎ用のパルプとして収得する第
２工程と、さらにつなぎパルプを再生パルプに配合し抄
紙する第３工程を組み合わせることを特徴とする木材パ
ルプを用いずに板紙を製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地球の環境問題に
配慮し、木材パルプをまったく用いることなく板紙を製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】板紙は古紙パルプのみで抄紙することも
可能であるが、そのようにして得られた板紙は、強度が
低く特別の用途にしか使えない。木材パルプをつなぎの
パルプとして２０〜３０％配合して得られる板紙は強度
が大きく、段ボール箱となり木製の箱に代わり広く普及
するようになった。世界の紙の生産量の約半分が板紙に
なるに及んで配合する木材パルプの量も多くなり、地球
環境問題が厳しい中で、木材パルプの代わりに非木材パ
ルプをつなぎパルプとして用いる試みが行われるように
なった。アバカ、ジュート等の麻パルプは、木材パルプ
より遥に強度が大きく、混合抄紙により強度の大きい板
紙が得られるが、このような麻パルプは原料となる麻が
資源的に極めて少なく、麻パルプは高価であり、すでに
特殊高級紙の原料として使われているため実用的ではな
かった。稲ワラ、バガス（砂糖キビの搾り粕）等は未利
用資源として莫大量が眠っているが、これら原料から得
られるパルプ自体が強度がかなり低く、濾水性が悪く、
つなぎパルプを加えないと通常の紙が得られないような
弱いパルプであり、板紙のつなぎパルプを木材パルプ以
外に求めるのは困難な状況にあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題とは、強度があり大量生産が可能な新しい非木
材パルプを求め、主原料である古紙の再生パルプにつな
ぎパルプとして配合することで、段ボール等の原紙とし
て使える大量かつ良質の板紙を、木材パルプをまったく
用いないで製造する方法の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明によれば、砂糖キビ及びスウ
ィートソルバム等のキビ類の幹茎を斜めにかつ並行に切
断し、脱汁と脱ピス（髄質）することにより繊維を傷め
ずに長いラインド（厚皮）をパルプ原料として取得する
第１工程と、つぎにラインドをアルカリ性の蒸解薬液で
蒸解して、濾水性が良く、引き裂き強度をはじめ、引っ
張り、破裂強度等の諸強度の大きいパルプを、木材パル
プに代わるつなぎ用のパルプとして収得する第２工程
と、さらにつなぎパルプは再生パルプに配合し抄紙する
第３工程の組み合わせにより、段ボール等の原紙として
使える強度の大きい板紙を製造する技術を完成し、提供
し得るに至った。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明でつなぎ用パルプの原料植
物は砂糖キビ又は及びスウィートソルガム等糖液又は更
に糖を得るために栽培されているキビ類である。これら
糖液を取るキビ類は外側が硬いラインド（厚皮）と、内
部はピス及びケインジュースからなる。本発明でこれら
キビ類が、強いつなぎ用のパルプの原料とすることを可
能とした最大のものは、前処理法として従来製糖工場で
したようにざくざくに破砕せずに、第１工程としてキビ
類の幹茎を斜めかつ並行に厚み３〜６０ｍｍ、好ましく
は厚み６〜３０ｍｍに並行に切断し、ピスとケインジュ
ースを分離除去して、キビの長い繊維を損ねることの少
なくし、長いラインドを蒸解用に大量に取り出すことが
可能となったことによる。これは幹茎を斜めに同じ３０
ｍｍの厚さに切るにしても、幹茎に直角に切れば得られ
るラインドの長さは３０ｍｍであるが、３０°に切れば
幹茎の厚みは３０ｍｍではあるがラインドの長さは６０
ｍｍとなり、２０°に切れば厚みは３０ｍｍで長さは８
８ｍｍとなることでもその効果が説明される。

【０００６】斜めに切った幹茎から糖液と粕（バガス）
とを分離し、バガスから更にラインドとピスとを分離収
得するが、用いる装置としては、スクリュープレスの他
従来の製糖工場で用いていたロールプレスのような圧縮
脱汁装置が一番搾りには適し、バガスの洗浄と残糖の回
収には向流洗浄機能を有する糖液回収装置及びデフュウ
ザー装置等が効率よく使用できる。一番搾りの濃い糖液
からは極良質の黒糖がが得られ、薄いが無色透明の回収
糖液は非発酵性糖分が少なくを酵母等の製造等に用いれ
ば、その排水は非発酵成分が少なく環境負荷を少なくす
ることが可能である。そのため、非発酵性糖分の含有量
が非常に多い暗褐色の廃糖蜜を用いる従来の酵母の培養
に比べ遥かに地球環境にやさしい。バガスとピスとの分
離は乾式法でも湿式法でも容易に行える。

【０００７】第２工程のアルカリ性蒸解薬液による蒸解
は、苛性アルカリのみの水溶液を蒸解薬液とするＡＰ
法、苛性アルカリと硫化アルカリの混合液を蒸解薬液と
するＫＰ法、過酸化水素のアルカリ溶液に下記の蒸解助
剤のうち少なくとも１種以上加えたものを蒸解薬液とす
るＰＡ法等が有効である。

【０００８】ＰＡ法の蒸解助剤としてはキレート剤、ア
ントラキノン類、マグネシウム化合物、水と任意に混ざ
り合う極性の有機溶剤、所望により酸素等が挙げられ
る。ＰＡ法で用いるアルカリ溶液はカリウム又はナトリ
ウムの水酸化物で、その炭酸塩が共存することは更に望
ましい。アルカリの量は（以下原料ラインドの対絶乾物
表示）活性アルカリがＮａ_２Ｏ表示で１３〜３０％、好
ましくは１７〜２２％、苛性化率は５０〜９５％で、炭
酸塩が共存することによって繊維の損傷が少なく、パル
プの高収率化が望める。過酸化水素、又は及び過炭酸等
水に投入して過酸化水素を放出する過酸化物の使用量は
Ｈ_２Ｏ_２換算で０．５〜１５％で、好ましくは１．０〜
５％である。蒸解助剤の使用量は、各種助剤により異な
るが、キレート剤は０．０２〜１％、アントラキノン類
は０．００３〜１％、マグネシウム化合物は０．０５％
〜０．５％、水と任意に混ざり合う極性の有機溶剤は
０．０２〜１％である。

【０００９】ＰＡ法によるラインドの蒸解は過酸化水素
との接触に耐えるステンレス等の材質を用いた容器の中
に、ラインドとＰＡ法の蒸解薬液（所望により酸素を圧
入）を加え、蒸解温度は９０〜１８０℃、好ましくは１
１０〜１５０℃、蒸解時間は１０〜３６０分、好ましく
は３０〜１２０分である。液比は液相蒸解で３〜１２Ｌ
／ｋｇ、気相蒸解で１．２〜３．０Ｌ／ｋｇである。気
相蒸解によれば蒸気原単位を下げることが可能であり、
パルプ廃液を高濃度で回収可能であるので、濃縮装置等
を小さくする事も濃縮用の蒸気量を減らすことが出来る
ので地球環境に優しく、かつ経済的にも有利である。Ｐ
Ａ法によれば得られるパルプがＡＰ法に比べパルプの収
率が高く、パルプの強度が優れ、ＫＰ法のような悪臭が
発生せず、環境対策が極めて容易であり、パルプ収率に
優れ、パルプの白色度が遥かに高く、漂白が容易である
ので白板紙等の製造には極めて有利である。

【００１０】第３工程の板紙の抄紙は、常法によって行
える。すなわち、多層円網、インヴァーフォームマシ
ン、ツインワイヤーマシン等の抄紙機で抄紙可能である
し、坪量の少ない板紙においては長網抄紙機による抄紙
も可能である。抄造に先立ってディスクリファイナー又
はビーターにより濾水度がＣ．Ｓ．Ｆ．で３００〜６０
０ｃｃ、好ましくは４００〜５５０ｃｃになるまで叩解
が行われるが、ラインドをＰＡ法でパルプ化したパルプ
は濾水度が高い分だけ、叩解によって諸強度を増加させ
ることが出来るので、板紙製造用のつなぎパルプとして
極めて都合が良い。抄紙に際しては好みによりサイズ
剤、湿紙強度増強剤その他の助剤を加え原質濃度０．２
〜０．８％、好ましくは０．４〜０．６％で抄紙機のワ
イヤーパートに供給する。供給された原質はワイヤーパ
ートで湿紙を形成し、さらにプレスパートに送られ、固
形分が４５〜５５％になるように脱水され、更にドライ
パートに送られ乾燥し、板紙となる。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、古紙の再生パルプを主原料と
し、つなぎパルプとして木材パルプを全く使うことなし
に、段ボール等の原紙となる板紙の製造を可能とする。
すなわち、従来バガスパルプは強度が低くて単味では使
用不可とされてきたが、原料植物のキビ類を斜めに、か
つ並行に切断することにより、長いラインドを取り出
し、これをアルカリ蒸解することによって、従来低いと
されてきた引き裂き強度をはじめ、諸強度の強いパルプ
を得、これをつなぎパルプとして使うことにより木材パ
ルプを全く使わずに強度のある板紙を製造することが可
能となった。

【００１２】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されな
い。

【００１３】

【実施例１】砂糖キビの幹茎３０００ｋｇを回転板に２
枚の刃を３０°の角度で固定したモーターを付属するチ
ッパーで厚み２０ｍｍ、長さ４０ｍｍの砂糖キビのチッ
プを作った。砂糖キビチップはスクリュープレスで固形
分４５％まで破壊脱汁した。破壊脱汁して得たケインジ
ュースは常法により濃縮し、良質の一番搾りの黒糖２３
０ｋｇを得た。破壊脱汁後の砂糖キビチップは向流洗浄
器で残糖を洗い出し５％の濃度の糖液を得、栄養素を加
え空気をプレッシャースイング方式で約９０％に濃縮し
た酸素を導入しつつパン酵母を培養し、パン酵母を６２
ｋｇ収得した。残糖を洗い出した後バガスは再度スクリ
ュープレスで搾ったのち、モーターを付属する１０メッ
シュの振動篩でピスとラインドを分離除去し、長さ約３
０ｍｍの脱糖、脱ピスして得られたラインドを絶乾量換
算で２１０ｋｇ得た。

【００１４】ラインドはナトリウムベースのＰＡ蒸解
（液比を１．８Ｌ／ｋｇ、活性アルカリ：Ｎａ_２Ｏ_２と
して１８％、苛性化率８５％、過酸化水素：Ｈ_２Ｏ_２と
して３％、キレート剤としてＤＴＰＡを０．３％、アン
トラキノン類としてエチルアントラキノンを０．１％、
水と任意に混ざる極性の有機溶剤としてＮＭＰ（ノルマ
ルメチルピロリドン）を０．１％、マグネシウム化合物
として酸化マグネシウムを０．２％）で１２５℃、２時
間の気相蒸解を行った。このＰＡ法の気相蒸解により、
白色度４８％、カッパー価５、濾水度Ｃ．Ｓ．Ｆ．７２
０ｃｃ、裂断長６．８ｋｍ、比破裂強度３．８、比引き
裂き強度１１２のキビの未晒パルプを対ラインド５１％
の収率で得た。

【００１５】板紙の抄紙は古板紙の再生パルプ（白色度
１９％、裂断長２．７ｋｍ、比破裂強度１．９、比引き
裂き強度４９）を７５％に、このキビの未晒パルプをつ
なぎパルプとして２５％加え、原質濃度０．５％で多槽
式円網抄紙機により常法で米坪量１８５ｇの板紙を得
た。同板紙は裂断長４．９ｋｍ、比破裂強度２．９、比
引き裂き強度９１を示した。

【００１６】

【実施例２】砂糖キビの幹茎を実施例１で得られたＰＡ
法のパルプ１０％と、アバカの屑をＰＡ法で実施例１と
同一条件で蒸解して得られたパルプ（裂断長９．２ｋ
ｍ、比破裂強度４．５、比引き裂き強度１８９）５％
を、古紙の再生パルプ８５％と配合し、ディスクリファ
イナーで濾水度Ｃ．Ｓ．Ｆ．４４５ｃｃまで叩解し、長
網抄紙機を用い常法で米坪量１１５ｇの板紙を得た。同
板紙は裂断長４．７ｋｍ、比破裂強度３．５、比引き裂
き強度９３を示した。

【００１７】

【実施例３】スウィートソルガムの幹茎２０００ｋｇを
回転板に２枚の刃を３０°の角度で固定したモーターを
付属するチッパーで厚み１５ｍｍ、長さ３０ｍｍのチッ
プを作った。チップはスクリュープレスで固形分４３％
まで破壊脱汁した。破壊脱汁して得たケインジュースは
インヴァーターゼを固定したバイオリアクターで処理
し、転化糖に変え、常法により濃縮し、良質の一番搾り
の栄養価の高い転化糖１５１ｋｇを得た。破壊脱汁後の
チップは向流洗浄器で残糖を洗い出し４．５％の濃度の
糖液を得、栄養素を加え空気をプレッシャースイング方
式で約９０％に濃縮した酸素を導入しつつ食糧酵母を３
８ｋｇ収得した。残糖を洗い出した後のバガスは再度ス
クリュープレスで搾ったのち、モーターを付属する１０
メッシュの振動篩でピスとラインドを分離除去し、長さ
約３０ｍｍのラインドを１５０ｋｇ得た。

【００１８】脱糖、脱ピスして得られたラインドはカリ
ウムベースのＰＡ蒸解（液比を１．８Ｌ／ｋｇ、活性ア
ルカリ：Ｎａ_２Ｏとして１８％、苛性化率８５％、過酸
化水素：Ｈ_２Ｏ_２として３％、ＤＴＰＡを０．３％、ア
ントラキノンを０．１％、ＮＭＰを０．１％、酸化マグ
ネシウムを０．２％）で１２５℃、２時間の気相蒸解を
行った。このＰＡ法の気相蒸解により、白色度５２％、
カッパー価４、濾水度Ｃ．Ｓ．Ｆ．７１０ｃｃ、裂断長
６．７ｋｍ、比破裂強度４．０、比引き裂き強度１２
０、のキビの未晒パルプが対ラインド５２％の収率で得
られた。板紙の抄紙は古板紙の再生パルプ８０％に、こ
のキビの未晒パルプをつなぎパルプとして２０％加え、
ディスクリファイナーでＣ．Ｓ．Ｆ．４３０ｃｃまで叩
解後、長網抄紙機により常法で米坪量１１５ｇの板紙を
抄造した。同板紙は裂断長４．７ｋｍ、比破裂強度３．
０、比引き裂き強度８８、を示した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砂糖キビ又は及びスウィートソルガム等
キビ類の幹茎を斜めに、かつ並行に切断して、繊維の長
い状態でキビ類のラインド（厚皮）をパルプ原料として
得ることを第１工程とし、ラインドを、アルカリ性蒸解
薬液で処理して引き裂き強度をはじめ諸強度の大きい化
学パルプをつなぎ用のパルプとして得るのを第２工程と
し、古紙の再生パルプを主原料としてキビ類の化学パル
プをつなぎ用のパルプとして配合し抄造することを第３
工程とし、第１工程、第２工程及び第３工程の組み合わ
せからなることを特徴とする、木材パルプを用ずに板紙
を製造する方法。
【請求項２】第２工程において、キビ類を蒸解するの
に用いるアルカリ性の蒸解薬液が、ＰＡ法（過酸化水素
アルカリ法）の蒸解薬液（過酸化水素のアルカリ溶液に
蒸解助剤としてキレート剤、アントラキノン類、マグネ
シウム化合物、酸素及び水と任意の割合で混合する極性
の有機溶媒のうち少なくとも１種以上を含む液を蒸解薬
液とする）で、この薬液で処理して得られるＰＡ法のパ
ルプを第３工程でつなぎパルプとして配合する請求項１
の方法。
【請求項３】第３工程で、主たるバガスパルプに配合
するつなぎパルプとして、ラインドのアルカリ性の蒸解
液で処理して得られる化学パルプの他、ジュート、アバ
カ、バナナ繊維等麻類の屑を原料とする化学パルプ又は
及び麻パルプの屑を、用いて抄造する請求項１及び２の
方法。
【請求項４】板紙の主原料となるバガスパルプが５０
〜９５％、好ましくは７０〜９０％、つなぎパルプの配
合率が５〜５０％、好ましくは１０〜３０％である請求
項１、２及び３の方法。