JP2004068175A

JP2004068175A - 印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法

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Publication number: JP2004068175A
Application number: JP2002225672A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kagawa; 香川　仁志; Takahiro Miura; 三浦　高弘; Yukitoshi Ishii; 石井　行敏; Yasushi Ando; 安藤　靖; Takeshi Hibino; 日比野　雄志; Takashi Yaesawa; 八重澤　貴志
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】印刷古紙を脱墨再生する際に、脱墨を効率良く進め、脱墨パルプの製造コストを低減させるための印刷古紙の脱墨方法におけるの脱墨剤の有効利用方法の提供。
【解決手段】印刷古紙を離解するＡ工程、離解した古紙を原料濃度２〜４％に稀釈するＢ工程、次いで除塵するＤ１工程（スクリーニング）・漂白処理するＤ２工程（ブリーチング）・分散処理するＤ３工程（ニーディング）・脱墨処理するＤ４工程（フローテーション）・洗浄処理するＤ５工程（ウオッシング）からなる脱墨パルプ製造設備Ｄ工程から構成される古紙のパルプ化工程において、Ａ工程とＤ工程で、それぞれ少なくとも１種類の異なる脱墨剤を用い、Ｂ工程とＤ１工程の間にＢ工程後の濃度２〜４％の原料を濃度を４〜９％に濃縮しつつ、原料中の灰分質量の５〜５０％を減少させるＣ工程（灰分除去装置）を設けることを特徴とする印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法。
【選択図】　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は印刷古紙の脱墨方法に関し、さらに詳しくは印刷古紙を脱墨再生する際に、脱墨を効率良く進め、脱墨パルプの製造コストを低減させるための印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷古紙を脱墨再生させるには、離解・除塵・漂白・分散・脱墨・洗浄の工程からなる方法で製造を行ってきた。また、従来では製品パルプの灰分を下げるには、灰分除去装置を洗浄設備として最終工程に組み入れるのが主流であった。最終工程に灰分除去工程を組み入れると、一般的にはそのろ液は前工程である脱墨工程の稀釈として使用することが多いので、灰分除去装置で除去した灰分が循環し、漂白工程での薬品原単位の悪化をもたらすと言う問題点が有った。本発明者等は先に特開２００２−１３８３８０号公報で、高灰分の印刷用紙について灰分除去装置を組み込んだ高灰分印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法を提案したが、灰分除去装置を有する脱墨工程が組み込まれシステムにおける脱墨剤の有効な使用方法について未検討であった。
【０００３】
印刷古紙から、インキを分離除去するために従来から使用されてきた薬品としては、苛性ソーダ、珪酸ソーダ、炭酸ソーダ等のアルカリ剤、過酸化水素、次亜塩素酸塩等の漂白剤、ＥＤＴＡやＤＴＰＡ等の金属キレート剤と共に、脱墨剤が使用されてきた。脱墨剤には、パルプ繊維からインキを剥離し、微細分散させる効果の強いものやインキを凝集させフローテーション工程でのインキ捕集能を高める効果の強いもの等がある。
【０００４】
例えば、従来から、脱墨剤として、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、脂肪酸あるいは、脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール及びアルキルフェノールのアルキレンオキサイド付加物、多価アルコールエステルアルキレンオキサイド付加物等が使用されている。
【０００５】
また、効果的な脱墨剤として、高級脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物又はそのエーテル化合物又はエステル化合物等が使用されており、特開昭５８−１０９６９６号、及び特開昭６２−２７６０９３号あるいは、特開平５−２５７９０号公報等に記載されている。しかし、これらに記載されている脱墨剤であっても、１箇所に、あるいは、２箇所以上に分割添加しても脱墨効果は小さく、また、仮に性質の異なる２種類の脱墨剤を別々の工程に添加しても、離解工程と脱墨工程の中間に本発明のような灰分除去装置を用いて、工程を分離させなければ、脱墨効果は小さなものとなり、目的の白色度を得るために漂白薬品の使用量を増加せざるを得ない状況にあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような問題を解消させ、従来よりもインキ分離効率が良く、漂白薬品使用量を低減させることができる脱墨方法を提供するものである。
【０００７】
【課題点を解決するための手段】
（１）印刷古紙を離解するＡ工程、離解した古紙を原料濃度２〜４％に稀釈するＢ工程、次いで除塵するＤ１工程（スクリーニング）・漂白処理するＤ２工程（ブリーチング）・分散処理するＤ３工程（ニーディング）・脱墨処理するＤ４工程（フローテーション）・洗浄処理するＤ５工程（ウオッシング）からなる脱墨パルプ製造設備Ｄ工程から構成される古紙のパルプ化工程において、Ａ工程とＤ工程で、それぞれ少なくとも１種類の異なる脱墨剤を用い、Ｂ工程とＤ１工程の間にＢ工程後の濃度２〜４％の原料を濃度を４〜９％に濃縮しつつ、原料中の灰分質量の５〜５０％を減少させるＣ工程（灰分除去装置）を設けることを特徴とする印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法である。
【０００８】
（２）印刷古紙を離解するＡ工程で使用する脱墨剤はインキ剥離性の強い高級アルコール系脱墨剤であり、Ｄ２工程（ブリーチング）あるいは、Ｄ３工程（ニーディング）で使用する脱墨剤はインキ凝集性の強い脂肪酸あるいは、脂肪酸誘導体系の脱墨剤であることを特徴とする（１）に記載印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法である。
【０００９】
（３）前項Ｃ工程で発生する濾（ろ）液の固形分をＥ工程で浮上分離し、その処理水をＡ工程、Ｂ工程、Ｃ工程、Ｄ工程いずれかの工程の稀釈水または洗浄水として使用することで、工程内の灰分の循環を低下させることを特徴とする（１）または（２）に記載の印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法である。
【００１０】
（４）前記印刷古紙が、対固形分で７〜１５％の灰分を含むことを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法である。
【００１１】
【発明における実施の形態】
（１）　Ａ工程における離解条件
原料印刷古紙を固形分濃度１２〜１８％になるように稀釈水を入れ、更に薬品（水酸化ナトリウム）　対パルプ０〜１．０質量％、好ましくは０〜０．５質量％、脱墨剤は、パルプ繊維への浸透性が強く、インキの剥離性の強いものが好ましく、脱墨剤を対パルプ０〜０．５質量％、好ましくは０．０３〜０．３質量％を加え、離解時間１０〜３０分、好ましくは１０〜２５分、更に好ましくは１０〜１８分、離解温度１０〜５０℃、好ましくは３０〜５０℃で離解した。インキの剥離性の強い脱墨剤としては、高級アルコール系脱墨剤があり、例えば、花王（株）社製のＤＩ−７０２０、ＤＩ−７０３０、ＤＩ−７６７、日新化学研究所（株）社製のＤＩＡ−Ｚ−１００、ＤＩＡ−Ｚ−５０００、東邦化学（株）社製のネオスコアＦＷ−７８０、ネオスコアＦＷ−７９０、ネオスコアＦＷ−７９５、ＦＴ−４６６、ＦＴ−４６７、ＦＴ−４７０、ＦＴ−４８７、Ｂ−Ｂ剤、第一工業製薬（株）ダイホープ９４０、ダイホープ９６０、日華（株）リポブライトＤＰ−８１０等がある。
【００１２】
印刷古紙の例としては、▲１▼新聞紙、▲２▼微塗工紙、▲３▼高灰分の塗工紙、▲４▼非塗工紙等、灰分が７％〜３５％含む古紙があげられるが、最も発明の効果が顕著に現れるのは、印刷面が多く、印刷前の白紙白色度の低い新聞紙、印刷後時間の経過が３ヶ月以上の古紙等がある。
【００１３】
（２）離解原料の稀釈
Ｂ工程はＡ工程で離解した古紙原料を次のＣ工程へ移送するため稀釈する工程である。Ｂ工程の稀釈にはＥ工程の処理水を使用する方がＣ工程、Ｄ工程での灰分が下がるので得策である。
【００１４】
（３）灰分除去装置（Ｃ工程）
一般的にはエキストラクター、フォールウオッシャー（栄工機製）、ダブルニップシックナー（石川島産業機械製）等があるが、灰分除去装置は、原料中の灰分を優先的に除去し、繊維分のロスを最小限に止める洗浄機であり、中でもフォールウオッシャーの効率が最も優れている。
【００１５】
フォールウオッシャーは紙料入口ゾーン、置換洗浄ゾーン、仕上がりゾーンの３ゾーンを有するドラムタイプの洗浄機である。従来のドラムタイプの洗浄機は、紙料をマット状に形成させてしまいワイヤーとの接触回数が減少することにより洗浄効果が発揮されにくくなるデメリットがあったが、フォールウオッシャーはマットを形成させないため、強力な高速攪拌羽根を取りつけてある。紙料処理は入口濃度を２〜４％の濃度で使用できるため、処理後の排水量を減少できる。また繊維分のロスも少ないという特徴がある（紙パ技協誌５３巻第９号第６４〜６７頁特に６５頁図１、特開平８−１７６９８５号、特開平９−１８８９８６号公報参照）。
【００１６】
（４）脱墨パルプ製造設備（Ｄ工程）
脱墨パルプ製造設備は除塵・漂白・分散・脱墨・洗浄の工程からなる。除塵はスクリーン・クリーナーで原料中の異物を取り除く工程（Ｄ１工程）である。本発明の実施にはスリットスクリーン（１段目０．１５ｍｍスリット、２段目０．１５ｍｍスリット）を使用した。クリーナーは重量異物を取り除くものである。
【００１７】
漂白は薬品を使用してパルプを白くする工程（Ｄ２工程）である。古紙再生には一般的には過酸化水素、ハイドロサルファイド、二酸化チオ尿素、ハイポ等が使用される。本発明の実施には過酸化水素を使用した。過酸化水素漂白は過酸化水素対パルプ０．５〜４．０質量％、苛性ソーダ対パルプ１．５〜３．０質量％、珪酸ソーダ対パルプ０．５〜１．０質量％（ＮａＯＨとして）漂白時間は１〜４時間、漂白パルプ濃度は２０〜３５％、漂白温度は５０〜７５℃である。
【００１８】
分散（Ｄ３工程）は、ディスパーザーで繊維からインキを剥離・分散させる工程である。ディスパーザー処理濃度は、２０〜５０％、処理温度は、４０〜９０℃で、微細インキを凝集させフローテーターでのインキ凝集性の強い脱墨剤をディスパーザー処理直前に対パルプ０〜０．５質量％添加した。フローテーション前に脱墨剤がパルプに均一に混合できれば、Ｄ２工程（ブリーチング）に脱墨剤を添加してもかまわない。
インキ凝集性の強い脱墨剤としては、脂肪酸あるいは、脂肪酸誘導体系の脱墨剤があるが、例えば、脂肪酸の場合、花王（株）社製のＤＩ−２５４（オレイン酸）、第一工業製薬（株）社製のＫ−４００４−Ｄ等がある。また、脂肪酸誘導体系の場合、花王（株）社製のＤＩ−１１２０、ＤＩ−１０５０、日新化学研究所（株）社製のＤＩＹ−２３５４３、第一工業製薬（株）社製のペーパーエイドＷ等がある。
【００１９】
脱墨はフローテーターで空気にインキを吸着させインキを系外に除去する工程（Ｄ４工程）である。フローテーター処理濃度は０．７〜１．５％、フローテーター処理温度は１０〜５０℃、好ましくは３０〜４５℃で行った。洗浄はフローテーターで取り除けなかった微細なインキを脱水洗浄する工程（Ｄ５工程）で０．６〜１．５％のパルプスラリーを清水で希釈した後、１５〜３５％まで脱水洗浄した。
【００２０】
（５）白水処理装置（Ｅ工程）
白水処理装置は灰分除去装置の、ろ液の固形分を除去する装置である。処理水はＡ工程、Ｂ工程、Ｃ工程、Ｄ工程の洗浄水として使用する。白水処理は浮上分離で行うが、本発明の実施にはポセイドンサターン（相川鉄工製）を使用した。ポセイドンサターンはセル本体を竪型円筒形とし、セル内に吹き込まれる微細気泡の単位当りの密度を高め、気泡とＳＳ分との接触・付着機会を大きくすることにより固形分分離性能を高めようとしたものである（紙パ技協誌第５３巻第６号第５２〜６１頁特に５９頁図１３、特表平９−５０３４３４号、特表平１１−５０２７６１号公報参照）。
【００２１】
（６）白水処理装置の処理水
灰分除去処理後の、ろ液は固形分濃度が０．５〜１．２％あり、一般的に洗浄水として使用することができず、排水となることが多かった。灰分除去処理後のろ液を本発明に使用するＥ工程の白水処理装置で処理することで処理水の固形分濃度は０．１％以下となり、Ａ工程の古紙離解の稀釈、Ｂ工程の稀釈、Ｃ工程の洗浄水、Ｄ工程の洗浄水のいずれにも使用できる。一般的に排水となっていた処理水を洗浄水として使用することで、洗浄水使用量を削減し、Ｃ工程、Ｄ工程の洗浄水の固形分濃度が低下するので節水が可能となった。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例により説明する。特にことわりが無い限り原料濃度は灰分込みの固形分濃度、薬品添加率は質量％である。本発明の実施は王子製紙（株）春日井工場の完成パルプ１２５ＡＤＴ／Ｄの脱墨パルプ製造設備を使用した。
【００２３】
白色度測定方法
白色度シートは、漂白完成パルプを離解後、パルプスラリーに硫酸バンドを対絶乾パルプ２０．０％加え、Ｔａｐｐｉ試験法Ｔ２０５ｏｓ−７１（ＪＩＳ　Ｐ８２０９）に従って、坪量６０ｇ／ｍ^２のシートを作製した。その後、パルプの白色度は分光白色度測色計（スガ試験機製）で蛍光強度カットの白色度を測定した。
【００２４】
実施例１
新聞紙及びチラシを主体とする古紙（灰分含有量１１．２％）の原料をパルパーに仕込み原料濃度１５％、水酸化ナトリウム添加率対パルプ０．３％、高級アルコール系脱墨剤（花王社製、ＤＩ−７０２０）添加率対パルプ０．１５％、離解時間１５分、離解温度３５℃で離解した（Ａ工程）、離解後離解原料を３．６％に稀釈し（Ｂ工程）、次いで、灰分除去装置（フォールウオッシャー：栄工機製）に導入し、原料濃度を約７％まで濃縮した（Ｃ工程）。灰分除去装置のろ液（固形分濃度：約１％）は白水処理装置（ポセイドンサターン：相川鉄工製）で処理し、処理水（固形分濃度：約０．１％）は古紙の離解（Ａ工程）の稀釈水、離解後離解原料の稀釈水（Ｂ工程）、灰分除去装置（Ｃ工程）の洗浄水、脱墨パルプ製造工程（Ｄ工程）の洗浄水として使用した。
【００２５】
灰分除去後のパルプスラリ−は、約３％に稀釈後、既存の脱墨パルプ製造設備にて処理し製品パルプを製造した。漂白条件は過酸化水素添加率対パルプ３．０％、水酸化ナトリウム添加率対パルプ２．３％、珪酸ナトリウム添加率対パルプ水酸化ナトリウム換算０．７％、パルプ濃度を約２８％、漂白時間２時間３０分、漂白温度６５℃で行った。脱墨条件は、特殊脂肪酸誘導体（花王社製、ＤＩ−１１２０）添加率０．２０％、フローテーター処理濃度１．２％、フローテーター処理温度４２℃、で行った。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００２６】
実施例２
漂白工程での過酸化水素添加率を対パルプ２．５％とした以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００２７】
実施例３
漂白工程での過酸化水素添加率を対パルプ２．０％とした以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００２８】
実施例４
脱墨工程（Ｄ工程）での特殊脂肪酸誘導体添加率を対パルプ０．１０％とした以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００２９】
実施例５
離解工程（Ａ工程）での高級アルコール系脱墨剤を対パルプ０．０５％とした以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３０】
実施例６
離解工程（Ａ工程）での高級アルコール系脱墨剤を対パルプ０．０５％、脱墨工程（Ｄ工程）での特殊脂肪酸誘導体添加率を対パルプ０．４０％とした以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３１】
実施例７
離解工程（Ａ工程）での高級アルコール系脱墨剤を対パルプ０．４０％、脱墨工程（Ｄ工程）での特殊脂肪酸誘導体添加率を対パルプ０．０５％とした以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３２】
実施例８
離解工程（Ａ工程）での高級アルコール系脱墨剤を対パルプ０．４０％、脱墨工程（Ｄ工程）での特殊脂肪酸誘導体添加率を対パルプ０．１０％とした以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３３】
実施例９
脱墨工程（Ｄ工程）での特殊脂肪酸誘導体添加率を対パルプ０．１５％、脂肪酸（花王（株）社製、ＤＩ−２５４）添加率を０．０５％の２種類の脱墨剤を同時添加とした以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３４】
比較例１
離解工程（Ａ工程）での高級アルコール系脱墨剤を無添加とし、灰分除去装置（Ｃ工程）を用いない以外は、実施例１と同様に既存の装置で脱墨処理を行い、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３５】
比較例２
離解工程（Ａ工程）での高級アルコール系脱墨剤を無添加とした以外は、実施例１と同様に既存の装置で脱墨処理を行い、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３６】
比較例３
灰分除去装置（Ｃ工程）を用いず、更に、脱墨工程（Ｄ工程）での特殊脂肪酸誘導体添加率を無添加とした以外は、実施例１と同様に既存の装置で脱墨処理を行い、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３７】
比較例４
脱墨工程（Ｄ工程）での特殊脂肪酸誘導体添加率を無添加とした以外は、実施例１と同様に既存の装置で脱墨処理を行い、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３８】
比較例５
灰分除去装置（Ｃ工程）を用いない以外は、実施例１と同様に既存の装置で脱墨処理を行い、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表１に示す。
【００３９】
以上の結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
比較例６
脱墨工程（Ｄ工程）での特殊脂肪酸誘導体を高級アルコール系脱墨剤に変更した以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表２に示す。
【００４２】
比較例７
離解工程（Ａ工程）での高級アルコール系脱墨剤を特殊脂肪酸誘導体に変更した以外は、実施例１と同様に処理し、製品パルプを製造した。製品パルプの白色度を表２に示す。
【００４３】
以上の結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】

【００４５】
【発明の効果】
実施例１〜９及び比較例１〜５を比較すると明らかなように離解工程（Ａ工程）でパルプ繊維への浸透性が強く、インキ剥離性に優れた高級アルコール系脱墨剤を使用し、且つ、灰分除去装置（Ｃ工程）を使用し、且つ、脱墨工程（Ｄ工程）でインキ凝集及び捕集力に優れた特殊脂肪酸誘導体あるいは脂肪酸を使用することで、製品パルプの白色度は、飛躍的に向上する。また、実施例１及び比較例６，７を比較すると明らかなように離解工程（Ａ工程）と脱墨工程（Ｄ工程）に同一の脱墨剤を用いると灰分除去装置（Ｃ工程）を用いても、効果が低い。

Claims

印刷古紙を離解するＡ工程、離解した古紙を原料濃度２〜４％に稀釈するＢ工程、次いで除塵するＤ１工程（スクリーニング）・漂白処理するＤ２工程（ブリーチング）・分散処理するＤ３工程（ニーディング）・脱墨処理するＤ４工程（フローテーション）・洗浄処理するＤ５工程（ウオッシング）からなる脱墨パルプ製造設備Ｄ工程から構成される古紙のパルプ化工程において、Ａ工程とＤ工程で、それぞれ少なくとも１種類の異なる脱墨剤を用い、Ｂ工程とＤ１工程の間にＢ工程後の濃度２〜４％の原料を濃度を４〜９％に濃縮しつつ、原料中の灰分質量の５〜５０％を減少させるＣ工程（灰分除去装置）を設けることを特徴とする印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法。
印刷古紙を離解するＡ工程で使用する脱墨剤はインキ剥離性の強い高級アルコール系脱墨剤であり、Ｄ２工程（ブリーチング）あるいは、Ｄ３工程（ニーディング）で使用する脱墨剤はインキ凝集性の強い脂肪酸あるいは、脂肪酸誘導体系の脱墨剤であることを特徴とする請求項１に記載の印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法。
前項Ｃ工程で発生する濾（ろ）液の固形分をＥ工程で浮上分離し、その処理水をＡ工程、Ｂ工程、Ｃ工程、Ｄ工程いずれかの工程の稀釈水または洗浄水として使用することで、工程内の灰分の循環を低下させることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法。
前記印刷古紙が、対固形分で７〜１５％の灰分を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷古紙からの脱墨パルプの製造方法。