JP2002363882A

JP2002363882A - 印刷用バガス紙とその製造方法。

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Publication number: JP2002363882A
Application number: JP2001170577A
Authority: JP
Inventors: Akio Mita; 御田昭雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【発明が解決しようとする課題】地球環境保全のため、
日常大量に消費されている木材パルプ紙に代わって１０
０％非木材パルプの上質紙とその製造方法を提供するこ
とを課題とする。【課題を解決するための手段】製糖工場で大量に副生す
るバガスから良質のバガスパルプを作って主原料とし、
副原料としては、竹のチップをＰＡ法の薬液で前処理
し、保存性、蒸解性を飛躍的に改善し、蒸解と漂白精製
により強度のある竹のＰＡ法パルプを得、これを針葉樹
のＫＰに代わるつなぎパルプとしてバガスパルプに配合
することにより、印刷適性、筆記特性及び風合いの好ま
しい１００％非木材の印刷用紙とその製造方法を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非木材パルプのみの
配合になる上質紙とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自然環境問題の解決の一つの手段とし
て、バガスパルプを主原料とする非木材パルプ１００％
で印刷紙を大量に製造することが課題となっている。

【０００３】バガスは製糖工業で大量に副生する砂糖キ
ビの搾り粕で、パルプ化も比較的容易であるので、バガ
スパルプを配合して紙を製造することは近年盛んであ
り、新たにパルプ工場の建設を企画する企業も多い。バ
ガスは木材に比べてリグニン含有量が小さく、セルロ−
スとヘミセルロ−スの含有量が多いため、品質の良いパ
ルプが高収率で得られそうであるが、収率は低く、諸強
度は劣り、特に引き裂き強度が劣るなどの欠点を有す
る。これは、バガスの繊維が短く、製糖の際にセルロ−
スが強い機械的衝撃を受け破壊されているうえに、ＡＰ
蒸解薬液（水酸化ナトリウム単独の水溶液）による高温
下での化学的損傷を受けているものと考えられる。これ
らの欠点は、ＫＰ蒸解薬液（水酸化ナトリウムと硫化ナ
トリウムの混合液）やＰＡ蒸解薬液（過酸化水素のアル
カリ溶液に安定剤等の蒸解助剤を添加）で蒸解して得ら
れるパルプが、引き裂き強度以外の諸強度が大きく向上
することでも理解できる。

【０００４】バガスパルプのみで紙を製造するには強度
が足りない。叩解を進めれば裂断長や、比破裂強度は幾
分上がるが、濾水度は下がり、抄紙適性は落ち、引き裂
き強度は更に低下し、得られる紙の密度は上がりパリパ
リになり、不透明度は著しく低下して印刷用紙をはじ
め、筆記洋紙など通常の紙は製造できない。しかして、
バガスパルプを主原料として、繊維長の大きい針葉樹の
ＫＰがを10〜20% 配合して印刷用紙や筆記用紙のような
上質紙や、板紙のような産業用紙を製造してきた。

【０００５】最近地球環境問題に一般の関心が高まり、
非木材パルプのみで製造した印刷用紙が市場で求められ
るようになった。南では木材も非木材も一般に繊維長は
短く、比較的長い竹の他は麻以外に繊維の長いものは求
められないとされてきた。

【０００６】しかし、麻は資源的に少なく、ロ−プや織
物等に用途があるため貴重であり、麻から作るパルプは
特殊紙等の用途があるため極めて貴重で、安価な一般紙
の製造につなぎパルプとして大量に供給するような見通
しは容易に立たなかった。

【０００７】竹は熱帯亜熱帯で竹林を作り、かなり纏ま
って生育しており、資源的にも豊富である。しかも、竹
は多年生草本であるので、１年中収穫することが可能な
非木材資源である。一部ではＡＰ法（蒸解薬液は水酸化
ナトリウムの水溶液）等のパルプ化法でパルプを生産し
使われてきた。しかし、竹には糖や澱粉などのセルロ−
ス以外の低分子量の炭水化物が多く、工場の土場に短期
間置いていても激しく黴びたり、腐ったりする欠点があ
る。蒸解工程で竹は薬液の浸透が悪く、表面に比べると
内部は蒸解が悪く蒸解むらが起こりやすく、１年物、２
年物は３年物、４年物に比べ遙に蒸解が容易であり、ま
た節の部分は節間の部分に比べ遙に蒸解が困難であっ
た。このように、従来竹の蒸解むらによって、特に節の
部分は漂白困難なトゲトゲの結束繊維からなる固く黒い
ゴミは分離除去が困難なため製品パルプの品質や収率を
下げてきた。竹パルプを単独で使った上質紙や、つなぎ
パルプとして使った非木材パルプの上質紙の品質を損ね
るため、上質の非木材紙の南での製造は、北米又は北欧
の針葉樹のＫＰを輸入して配合する以外は至難でであっ
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は大量に生産可
能ではあるが、強度が低いバガスパルプを主原料とし、
良質のつなぎパルプとして竹をＰＡ法でパルプ化して用
いるとともに、所望により抄紙助剤を合することにより
強度と、風合いのよい１００％非木材パルプによる上質
紙紙と、その製法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は製糖工場で大量
に副生するバガスを従来法、又は好ましくはＰＡ法でパ
ルプ化し、得られるバガスパルプを主原料とし、これに
つなぎパルプの原料としては、腐りやすく、また節があ
るため蒸解むらが起きやすく、蒸解後の未蒸解物や塵の
分離除去困難であったため、大量に有りながら利用され
ていなかった竹をＰＡ法でパルプ化して用いた。竹はＰ
Ａ法蒸解薬液で前処理することにより、薬液を浸透させ
保存性を良くし輸送貯蔵を容易にするとともに、蒸解時
に蒸解むらを無くし、液比を極限に下げた気相による急
速蒸解をも可能とし、未蒸解物の無い漂白容易な未晒パ
ルプと、漂白により、良質のつなぎパルプを得た。

【００１０】抄紙助剤として、サイズ剤、填料及びコッ
トンパルプ又は及びわらパルプを添加することにより印
刷適性及び筆記特性の良い上質紙が非木材パルプ１００
％で得られるようになった。

【００１１】

【発明実施の形態】主原料として用いるバガスパルプは
ＰＡ法パルプであることが望ましい。ＡＰ法、ＫＰ法及
びＰＡ法のいずれの方法で得られたパルプでも１００％
非木材紙の主原料として使用可能である。しかし、ＫＰ
法又はＰＡ法で得られたバガスパルプはＡＰ法で得られ
たものよりも裂断長及び、比破裂強度等が大きいので、
つなぎパルプの添加量は少なくてすむ。またバガスを
ＫＰ法でパルプ化するよりも、ＰＡ法でパルプ化するこ
とは、未晒パルプがＫＰ法の半晒パルプ程度の白色度を
有すること、漂白に際し、無塩素化若しくは低塩素化が
容易で、地球環境問題に取り組むうえで望ましい。

【００１２】ＰＡ法によるバガスのパルプ化は常法によ
って行う。そのパルプ化条件は幅広く取れるが、通常好
ましくは苛性アルカリと炭酸アルカリを、全アルカリと
してＮａ₂ Ｏ換算で１５〜３０％、苛性化度６５〜８５
％、過酸化水素をＨ₂ Ｏ₂ として２〜５％、アントラキ
ノン０．０５〜０．２％、キレ−ト剤としてＤＴＰＡ、
１−ヒドロキシアルキリデン−１，１−フォスフォン酸
等又はそれらの塩を０．２〜０．５％、水と任意に混ざ
り合う極性の有機溶媒としてＮＭＰ（ノルマルメチルピ
ロリドン）等を０．０５〜０．２％、マグネシウム化合
物として水酸化マグネシウム等をＭｇＯとして０．０５
〜０．２％、を用いて蒸解薬液とする。液相蒸解も気相
蒸解も可能であるが、ＰＡ法における気相蒸解は煮えむ
ら無しに液比を１．５〜２．２Ｌ／ｋｇと極めて小さく
取れ、パルプの蒸解とパルプ廃液の濃縮のエネルギ−を
極端に削減出来るので、二酸化炭素による地球温暖化防
止のうえで好ましい。蒸解は最高温度110 〜130 ℃、同
保持時間は３０〜１２０分である。得られた未晒パルプ
はカッパ−価３〜１０と極めて低く、ハンタ−白色度は
４５〜６０％と極めて高く、漂白はＰａ薬液（アルカリ
性の過酸化水素溶液）又は酸素共存のＰａ薬液処理で高
い白色度の半晒パルプが得られる。二酸化塩素漂白で省
塩素漂白が、オゾン漂白により無塩素漂白が可能でとも
にハンタ−白色度８０〜９２％の高白色度の晒パルプが
得られる。

【００１３】竹パルプの原料としての竹は種々の種類の
竹が利用できるが、竹の建材、竹串、竹細工等製造時に
副生する屑竹などを利用すれば、ゴミ減らしと資源化に
よる大きな付加価値が生まれるので好ましい。ＰＡ法と
そのシステムによるパルプ化で、竹パルプの品質および
収率の著しい向上が見られる。

【００１４】竹の蒸解薬液としてはバガスの蒸解に使わ
れる薬液の組成範囲のものが使用されるが、幾分煮えに
くいので、蒸解薬液中のアルカリ使用料量をＮａ₂ Ｏ
１５〜２５％、好ましくは１７〜２３％とし、最高温度
を１３０〜１７０℃、好ましくは１４０〜１６０℃で行
う。ＰＡ蒸解に先立って竹チップをＰＡ蒸解薬液に浸積
し、輸送貯蔵することは、腐敗し易い竹の保存性を格段
に向上させ、また常温における温和な蒸解が進むので湾
曲した竹のチップを軟らかくし減容に貢献するので、長
期貯蔵と長距離輸送を可能とし、地球規模での大量集荷
が容易になった。一方薬液の浸透が前蒸解効果をもたら
し、竹の難蒸解性を大きく改善し、蒸解むらを無くし、
パルプ中の夾雑物と塵を殆ど無くし、上質紙の製造に使
えるつなぎパルプの調製を可能とした。

【００１５】わらパルプとコットンパルプを配合するこ
とにより、１００％非木材パルプで印刷適性、筆記性及
び風合いが更に良質の上質紙とその製造方法を提供しう
るに至った。特にわらパルプの配合は印刷適性の向上に
寄与し、コットンパルプの配合は高級感のある風合を持
った上質紙の供給に寄与する。このいずれも添加量が少
ないので、従来法によるパルプ化法でもよいが、ＰＡ法
によればパルプの品質向上がさらに期待出来る。ＰＡ法
による蒸解条件は、わらパルプにあってはバガスのパル
プ化条件が適用でき、コットンパルプにあっては竹のパ
ルプ化条件が適用できる。

【００１６】抄紙は安く大量供給が可能なバガスパルプ
を７０〜９５％、好ましくは８０〜９０％と高い率で配
合できる。出来得れば強度の大きいＰＡ法のバガスパル
プを用いるようにすることが、つなぎパルプの使用量を
減らすことを可能とする。叩解は全てのパルプを混合し
て同時に行うよりも、それぞれ別個に叩解する方が、つ
なぎパルプの配合率が低くとも強度の大きいバガス紙を
得るのに好ましい。

【００１７】バガスは強い叩解を行っても強度があまり
上がらずに濾水度が下がり抄紙適性が悪くなるのでＣＳ
Ｆが３５０〜６５０ｍＬ、好ましくはＣＳＦ４５０〜
５５０ｍＬに止めるのが望ましい。

【００１８】竹をＰＡ法で蒸解して得られるパルプは強
度を上げるため幾分叩解を強くし、ＣＳＦ３５０ｍ
Ｌ、好ましくはＣＳＦ４００〜５００ｍＬに工程を管
理することが望ましい。わらパルプは紙の表面平滑性を
良くし印刷適性の向上に寄与するが、叩解を軽度に抑え
ることは抄紙工程において水切れの低下を防げるのでＣ
ＳＦ４００〜６００ｍＬ、好ましくはＣＳＦ４５０
〜５５０ｍＬに工程を管理することが望ましい。

【００１９】コットンパルプは印刷用バガス紙の風合い
の向上に寄与し、高級感を出すのによいが、叩解を進め
ないと紙の表面を極度に損ねることがあるのでＣＳＦ
１５０ｍＬ、好ましくはＣＳＦ２００〜３００ｍＬ
に工程を管理することが望ましい。

【００２０】つなぎパルプとして屑ジュ−トから得られ
たパルプの配合率は５〜３０％、好ましくは１０〜２０
％である。補助原料として用いるわらパルプは配合率は
３〜１５％で、コットンパルプの配合率は５〜１０％で
ある。

【００２１】抄紙助剤としてサイズ剤及び填料等を通常
添加する。サイズ剤は紙に適度の耐水性を持たせ、にじ
み止めを行うもので従来、代表的なロジンサイズがある
が、ロジン石鹸でパルプを処理したあとで、硫酸バンド
で弱酸性にして反応を止めるので、セルロ−スは長い年
月で痛む。近年文書の保存のため、中性サイズが好まれ
る。中性サイズ剤としてはアルキルケテンダイマ−、等
通常使われているものの内から選べるし、ＣＭＣやにか
わサイズ等の表面サイズを行うことも出来る。填料は紙
の不透明度を上げるために有効で、特に使用パルプにペ
ントサンが多く含まれるバガスや稲わら等のパルプは叩
解することにより紙の密度が上がりパリパリするととも
に不透明度が下がり印刷の裏抜けが激しくなる。本発明
によればジュ−トパルプによって無理な叩解を進めない
ので、填料の添加の必要性は少なくなる。もし加えるな
らば填料としてチャイナクレイ、タルク、チタンホワイ
ト等が有効である。

【００２２】抄紙は薄物の少量生産には円網、短網等の
ヤンキ−マシン、中、重量の多層紙のうち、大量生産に
は円網抄紙機が、通常の坪量の紙の大量生産には長網又
はツインワイヤ−マシンによるのが好ましい。キャレン
ダ−又はス−パ−キャテンダ−による処理は紙の表面を
更に平滑にるのに効果がある。

【００２３】

【発明の効果】主原料のバガスパルプは農産廃棄物を利
用して製造可能であり、副原料の竹パルプ、わらパル
プ、コットンパルプのいずれも南の未利用資源から得ら
れ、これらの配合によって、100%非木材パルプからな
る、良質の印刷適性と、筆記特性の良い上質紙の製造が
可能となった。

【００２４】

【実施例】次に本発明を実施例により更に説明するが、
本発明はこの実施例によって限定されるものではない。

【００２５】実施例１バガスのＡＰ法による晒パルプ８２％に竹のＰＡ法の晒
パルプ１８％を用いた。ガスパルプは常法に基づきＡＰ
法でバガスを蒸解して収得した。竹パルプは１〜４年生
の真竹をＰＡ蒸解（薬液は、苛性アルカリと炭酸アルカ
リを、全アルカリとしてＮａ₂ Ｏ換算で２３％、苛性化
度８０％、過酸化水素をＨ₂ Ｏ₂ として３％、アントラ
キノン０．１％、キレ−ト剤として1-ヒドロキシアルキ
リデン−１，１−フォスフォン酸０．１％、水と任意に
混ざり合う極性の有機溶媒として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
水酸化マグネシウムをＭｇＯとして０．１％、を用いて
蒸解薬液とし、液比を２．８Ｌ／ｋｇとし、竹と混合し
て常温で30日貯蔵した。蒸解は最高温度１４０℃、同保
持時間は１２０分で行った。得られた未晒パルプはカッ
パ−価９、ハンタ−白色度は４１％であった。漂白はＰ
ａ薬液（アルカリ性の過酸化水素溶液: 水酸化ナトリウ
ムをＮａ_２Ｏとして２％、Ｈ₂ Ｏ₂ ２％、ＤＴＰＡ
０．１％、液比５Ｌ／ｋｇ、９０℃、1 時間) で処理
後、二酸化塩素漂白でハンタ−白色度８１％の高白色度
の晒パルプが得られた。バガスパルプはＣＳＦ５３０
ｍＬまで叩解し、竹のＰＡ法によるパルプはＣＳＦ４
８０ｍＬまで叩解し、両者を合わせアルキルケテンダイ
マ−０．３％を加えて中性サイズを施し、填料としてチ
ャイナクレイ７％を加えて、長網マシンによって米坪量
５５ｇ／ｍ^２の紙を得、さらにス−パ−カレンダ−にか
けてバガスを主原料とする100%非木材パルプからなる上
質紙（裂断長４．０ｋｍ、比破裂強度３．４、比引き裂
き強度７８) を得た。

【００２６】実施例２バガスのＰＡ法による晒パルプ８０％に竹のＰＡ法の晒
パルプ１０％、わらのＰＡ法による晒パルプ３％、コッ
トンリンタ−パルプ７％とを用いた。ＰＡ法によるバガ
スのパルプ条件は苛性アルカリと炭酸アルカリを、全ア
ルカリとしてＮａ_２Ｏ換算で１８％苛性化度７５％、過
酸化水素をＨ₂ Ｏ₂ として３％、アントラキノン０．１
％、キレ−ト剤として1-ヒドロキシアルキリデン−１，
１−フォスフォン酸を０．３％、ＮＭＰを０．１％、マ
グネシウム化合物として水酸化マグネシウム等をＭｇＯ
として０．１％、を用いて蒸解薬液とした。気相蒸解で
液比を１．９Ｌ／ｋｇで最高温度１２０℃、同保持時間
は１２０分であった。得られた未晒パルプはカッパ−価
４、ハンタ−白色度は４５％であった。漂白はＰａ薬液
（アルカリ性の過酸化水素溶液）で液比１０Ｌ／ｋｇ、
９０℃で９０分処理し、高い白色度の半晒パルプが得
た。さらに二酸化塩素漂白でハンタ−白色度８５％の高
白色度の晒パルプを得た。竹パルプは実施例１で得られ
たＰＡ法のパルプを用いた。コットンパルプとわらパル
プは実施例１と同ロットのパルプをそれぞれ用いた。バ
ガスのＰＡ法によるパルプはＣＳＦ５５０ｍＬまで叩
解し、これに竹のＰＡ法によるパルプをＣＳＦ５００
ｍＬまで叩解し、両者を合わせアルキルケテンダイマ−
０．３％を加えて中性サイズを施し、填料としてチャ
イナクレイ１０％を加えて、長網マシンによって米坪量
５３ｇ／ｍ^２の紙を得、さらにス−パ−カレンダ−にか
けてバガスを主原料とする１００％非木材パルプからな
る上質紙（裂断長４．９ｋｍ、比破裂強度４．５、比引
き裂き強度８７) を得た。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バガス( 砂糖キビの搾り粕) のパルプを主
原料パルプとして、つなぎのパルプとして竹のＰＡ法の
パルプと、所望により抄紙助剤を用いる非木材パルプ10
0%であることを特徴とする上質紙とその製造方法。
【請求項２】補助原料パルプとして竹のＰＡ法パルプの
他にわらパルプ又は及びコットンパルプを用いる請求項
１の上質紙とその製造方法。
【請求項３】わらパルプ又は及びコットンパルプがＰＡ
法パルプである請求項１及び２の上質紙とその製造方
法。
【請求項４】抄紙助剤としてサイズ剤、填料を用いる請
求項１、２及び３の上質紙とその製造方法。