JP2005281914A

JP2005281914A - 古紙パルプの製造方法、印刷用再生紙、出版用再生紙及び包装用再生紙

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Publication number: JP2005281914A
Application number: JP2004098867A
Authority: JP
Inventors: Shingo Maeda; 真吾前田; Hiroshi Oyama; 浩大山
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】繊維懸濁液の原料となる古紙の種類いかんに関らず、十分な白色度の古紙パルプを得ることができる方法とする。
【解決手段】繊維懸濁液を酸化型漂白剤で酸化漂白し、更に還元型漂白剤で還元漂白する。繊維懸濁液は、パルプ濃度２０〜３５質量％にして酸化型漂白剤を添加した後、機械的に撹拌して酸化漂白する。また、この酸化漂白した後の繊維懸濁液は、パルプ濃度１０〜３０質量％にして還元型漂白剤を添加した後、機械的に撹拌して還元漂白する。
【選択図】図１

Description

本発明は、古紙パルプの製造方法、印刷用再生紙、出版用再生紙及び包装用再生紙に関するものである。より詳しくは、繊維懸濁液を酸化漂白及び還元漂白の二段漂白する場合に関するものである。

再生紙の原料となる古紙パルプは、特に近年では、高白色度であることが望まれている。これは、製造された再生紙が、印刷用、出版用、包装用などの、カラー化・ビジュアル化された分野でも用いられるようになったためである。そこで、古紙を離解して得た繊維懸濁液をいかに効果的に脱墨するか、繊維懸濁液をいかに効果的に漂白するかが大きな課題となっている。

このうち繊維懸濁液を漂白する方法としては、繊維懸濁液を酸化型漂白剤で酸化漂白し、更に還元型漂白剤で還元漂白する方法がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この方法は、酸化漂白一段によると、（i）微細繊維を十分に漂白することができない、（ii）酸化型漂白剤に対して安定性を有する紙の染料を漂白することができない、などの問題があるのを解決するものであり、大変有用な方法であるとされている。

また、この方法においては、漂白剤の濃度が高まることを理由とする漂白効率の向上、漂白時間の短縮化、タワーの小型化を図るために、パルプ濃度を高くしており、また、パルプ濃度を高くすると、漂白剤と繊維分との接触が不確実なものとなりやすいため、酸化型漂白剤を添加した後、機械的に撹拌して、酸化型漂白剤と繊維分との接触を確実なものとしている。

しかしながら、この方法によっても、得られる古紙パルプが十分な白色度とはならず、特に、印刷用、出版用、包装用などの分野で用いるに十分な７５％以上の白色度にはならないとの問題を有している。また、この問題は、繊維懸濁液の原料となる古紙が雑誌古紙やチラシ古紙を含むものであると、顕著なものとなる。雑誌古紙やチラシ古紙は、塗工紙、非塗工紙、カラー印刷された紙、白黒印刷された紙など種々の耐漂白性を有する紙を含むためである。
特開平４−５０３９１号公報特開平１１−３１５４８７号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、繊維懸濁液の原料となる古紙の種類いかんに関らず、例えば、雑誌古紙やチラシ古紙の場合であっても、十分な白色度の古紙パルプを得ることができる方法を提供することにある。

前記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
繊維懸濁液を酸化型漂白剤で酸化漂白し、更に還元型漂白剤で還元漂白して古紙パルプを得る方法であって、
前記繊維懸濁液をパルプ濃度２０〜３５質量％にして前記酸化型漂白剤を添加した後、機械的に撹拌して酸化漂白するとともに、
この酸化漂白した後の繊維懸濁液をパルプ濃度１０〜３０質量％にして前記還元型漂白剤を添加した後、機械的に撹拌して還元漂白する、ことを特徴とする古紙パルプの製造方法。

〔請求項２記載の発明〕
酸化型漂白剤を添加した後の機械的撹拌をニーダーで行い、還元型漂白剤を添加した後の機械的撹拌をディスパーザーで行う、請求項１記載の古紙パルプの製造方法。

〔請求項３記載の発明〕
酸化型漂白剤を添加した後の機械的撹拌及び還元型漂白剤を添加した後の機械的撹拌の少なくともいずれか一方を、繊維懸濁液を７０〜１２５℃に加温して行う、請求項１又は請求項２記載の古紙パルプの製造方法。

〔請求項４記載の発明〕
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で得られた古紙パルプが原料パルプとして使用されている、ことを特徴とする印刷用再生紙。

〔請求項５記載の発明〕
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で得られた古紙パルプが原料パルプとして使用されている、ことを特徴とする出版用再生紙。

〔請求項６記載の発明〕
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で得られた古紙パルプが原料パルプとして使用されている、ことを特徴とする包装用再生紙。

本発明によると、繊維懸濁液の原料となる古紙の種類いかんに関らず、十分な白色度の古紙パルプを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
〔古紙〕
本発明において使用することができる繊維懸濁液の原料となる古紙は、その種類が特に限定されない。例えば、新聞紙等の古紙のほか、塗工紙、非塗工紙、カラー印刷された紙、白黒印刷された紙など種々の耐漂白性を有する紙を含む雑誌古紙やチラシ古紙などをも原料とすることができる。

〔脱墨〕
本発明の方法においては、古紙を離解して得た繊維懸濁液をそのまま使用することも、スクリーンやクリーナなどの装置を用いて粗選・精選してから使用することも、更には脱墨してから使用することもできる。また、脱墨は、酸化漂白・還元漂白の前後ではなく、酸化漂白が終わった後、還元漂白をするに先立って行うこともできる。

古紙の離解方法や脱墨方法などは、特に限定されず、公知の方法によることができる。具体的には、例えば、パルパーやフローテータなどの公知の装置を用い、公知の方法によることができる。

〔酸化漂白〕
本実施の形態では、図１に示すように、以上のようにして得た繊維懸濁液をスクリュープレス等の脱水機１０にてパルプ濃度２０〜３５質量％、好ましくは２５〜３０質量％に脱水（調節）して、蒸気等により７０〜１２５℃に、好ましくは１００超〜１２５℃に加温し、酸化型漂白剤たる過酸化水素を添加した後、ニーディング装置２０にて機械的に撹拌する。

パルプ濃度を２０質量％以上とするのは、酸化型漂白剤の濃度を高め、漂白効率の向上、漂白時間の短縮化、タワー（貯留槽）の小型化を図るためである。また、パルプ濃度を２０質量％以上とすると、排水のＣＯＤ負荷が抑制される。他方、パルプ濃度を３５質量％以下とするのは、これを超えるとたとえ次いで機械的撹拌を行ったとしても繊維と酸化型漂白剤との接触が不十分となり、かえって酸化漂白性が低下し、あるいは酸化型漂白剤の過剰添加になるおそれがあるためである。なお、パルプ濃度が３５質量％を超えると、繊維と酸化型漂白剤との混合が困難になる。

酸化型漂白剤としては、漂白剤が分解する時に発生する酸素により色素を酸化して破壊するもの、例えば、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）やオゾン、次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸塩、過炭酸ナトリウムなどを使用することができる。これらの薬品は、比較的漂白作用が穏やかであり、６０〜７０℃の処理温度でも効果を発揮する。ただし、操業性や価格（コスト）の観点からは、過酸化水素を使用するのが好ましい。

酸化型漂白剤を添加した後に機械的に撹拌するのは、パルプ濃度が２０〜３５質量％と高い場合においても、繊維分と酸化型漂白剤とを確実に接触させ、もって漂白効果を向上させるためである。また、機械的に撹拌すると、繊維分からインク分が剥離し、また、このインク分が強制的に分散させられることになるので、漂白効果が向上する。さらに、機械的に撹拌すると、繊維同士の擦れにより、繊維表面に毛羽立ちが生じ、漂白剤との相乗効果が得られる。ニーディング装置２０としては、例えば、ニーダーやディスパーザー、ビーター等を使用することができる。ただし、本酸化漂白に際しては、ニーダーを使用するのが好ましい。繊維の切断を処理前後で約１０％に抑えることができ、繊維の強度を殆ど損なうことなく屈曲性を向上させることができるためである。なお、本明細書において、ニーダーとは、円筒型の分散機をいい、ディスク型の分散機であるディスパーザーと区別する。

ニーディング装置２０にて機械的に撹拌した繊維懸濁液は、タワー３０にて２〜５時間、好ましくは３〜５時間、熟成させる。この熟成に際しては、繊維懸濁液を（タワー３０内を）６０〜７０℃に保持するのが好ましい。酸化型漂白剤の反応効率を向上させるためである。

〔還元漂白〕
以上のようにして酸化漂白した繊維懸濁液は、適宜脱墨処理、粗選・精選処理などをした後、図１に示すように、スクリュープレス等の脱水機４０にてパルプ濃度１０〜３０質量％、好ましくは１５〜２５質量％に脱水（調節）して、蒸気等により７０〜１２５℃に、好ましくは１００〜１２５℃に加温し、還元型漂白剤たるホルムアミジンスルフィン酸（ＦＡＳ）を添加した後、分散装置５０にて機械的に撹拌する。

パルプ濃度を１０質量％以上とするのは、還元型漂白剤の濃度を高め、漂白効率の向上、漂白時間の短縮化、タワー（貯留槽）の小型化を図るためである。また、パルプ濃度を１０質量％以上とすると、排水のＣＯＤ負荷が抑制される。他方、パルプ濃度を３０質量％以下とするのは、これを超えるとたとえ次いで機械的撹拌を行ったとしても繊維と還元型漂白剤との接触が不十分となったり、空気と接触することで還元型漂白剤の分解が進行し、かえって還元漂白性が低下したり、あるいは還元型漂白剤の過剰添加になるおそれがあるためである。なお、パルプ濃度が３０質量％を超えると、繊維と還元型漂白剤との混合が困難になる。

還元型漂白剤としては、漂白剤が色素の持つ酸素を奪うことにより色素を分解して無色化するもの、例えば、ホルムアミジンスルフィン酸（ＦＡＳ）やハイドロサルファイトなどを使用することができる。ただし、脱色力（漂白力）の観点からは、ＦＡＳを使用するのが好ましい。

還元型漂白剤を添加した後に機械的に撹拌するのは、パルプ濃度が１０〜３０質量％と高い場合においても、繊維分と還元型漂白剤とを確実に接触させ、もって漂白効果を向上させるためである。また、機械的に撹拌すると、繊維分からインク分が剥離し、また、このインク分が強制的に分散させられることになるので、漂白効果が向上する。分散装置５０としては、例えば、ニーダーやディスパーザー等を使用することができる。ただし、本還元漂白に際しては、ディスパーザーを使用するのが好ましい。ディスパーザーは、分散処理温度を６０℃以上に上げることができ、１３０℃にまで上げることもできるため、着色異物の微細化、粘着異物の分散に効果的なためである。

分散装置５０にて機械的に撹拌した繊維懸濁液は、タワー６０にて２〜５時間、好ましくは３〜５時間、熟成させる。この熟成に際しては、繊維懸濁液を（タワー６０内を）６０〜１３０℃に保持するのが好ましい。還元型漂白剤の反応効率を向上させるためには、保持温度を６０℃〜８０℃、ｐＨを酸性領域で処理するのが好ましい。漂白効果を向上させるためには、保持温度を８０℃〜１３０℃、ｐＨを８〜９で処理するのが好ましい。

以上のようにして還元漂白した繊維懸濁液は、適宜脱墨処理、脱水処理をするなどして古紙パルプとすることができる。

〔用紙の製造〕
以上のようにして得られた古紙パルプは、単独であるいは他のパルプと混合するなどし、適宜抄紙するなどして、印刷用再生紙、出版用再生紙、包装用再生紙等の再生紙とすることができる。古紙パルプから再生紙を製造するための方法は、特に、限定されず、公知の方法によることができる。

以下、実施例を示す。
〔試料〕
雑誌古紙１００ｋｇをパルパーにて離解し、これにより得られた繊維懸濁液（パルプ濃度４質量％）をスクリーン及びクリーナを用いて粗選し、これにより得られた繊維懸濁液から１０ｋｇを取り出し、試料とした。この試料のＪＩＳＰ８１２３に準拠して測定した白色度は、５８％であった。この試料に対して、以下に示す各種の試験を行った。

〔試験例１〕
試料をスクリュープレスにてパルプ濃度２５質量％まで脱水した後、蒸気によって８０℃に加温してから、過酸化水素を０．２５ｋｇ添加し、ニーダーによって機械的に撹拌した後、熟成タワーにて６時間熟成させた。この熟成に際しては、温度を８０℃に保った。

以上によって酸化漂白された繊維懸濁液を、次いで、スクリュープレスにてパルプ濃度２０質量％に調節した後、蒸気によって６０℃に加温してから、ＦＡＳを０．０２ｋｇ添加し、ニーダーによって機械的に撹拌した。この撹拌を行った後、熟成タワーにて２時間熟成させた。この熟成に際しては、温度を７０℃に保った。

〔試験例２〜１４〕
漂白時の温度、撹拌の有無・装置を、表１に示すように変化させて、試験を行った。なお、表中の濃度は質量％、温度は℃、白色度は％、繊維強度はＮ・ｍ／ｇ、異物残量はｍｍ²／ｋｇをそれぞれ単位とし、ニーダーはＮ、ディスパーザーはＤ、マイカプロセッサーはＭ、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）はＨ、ＦＡＳはＦと、それぞれ簡略化している。

〔評価方法〕
白色度：ＪＩＳＰ８１２３（紙及びパルプのハンター白色度試験方法）に準拠して測定した。白色度が非常に高い場合を◎、高い場合を○、通常の場合を△、低い場合を×とした。
異物残量：ＪＩＳＰ８２０８（パルプ−きょう雑物測定方法）に準拠して測定した。異物残量が非常に少ない場合を◎、少ない場合を○、通常の場合を△、多い場合を×とした。

〔評価〕
表１から、（１）還元型漂白剤を添加した後に機械的撹拌を行うと著しく白色度が向上すること、（２）還元漂白に際しては、ディスパーザーを使用し、撹拌する際の繊維懸濁液の温度を８０℃まで上げておくと、残存する異物を著しく減らすことができること、（３）撹拌の際の温度は、１００℃超から１２５℃としておくことが、白色度を向上させるという点で最も好ましいこと、が分かる。

本発明は、印刷用再生紙、出版用再生紙、包装用再生紙等の再生紙の原料として、適用することができる。

本実施の形態の処理フロー図である。

符号の説明

１０，４０…脱水機、２０，５０…撹拌処理手段、３０，５０…タワー。

Claims

繊維懸濁液を酸化型漂白剤で酸化漂白し、更に還元型漂白剤で還元漂白して古紙パルプを得る方法であって、
前記繊維懸濁液をパルプ濃度２０〜３５質量％にして前記酸化型漂白剤を添加した後、機械的に撹拌して酸化漂白するとともに、
この酸化漂白した後の繊維懸濁液をパルプ濃度１０〜３０質量％にして前記還元型漂白剤を添加した後、機械的に撹拌して還元漂白する、ことを特徴とする古紙パルプの製造方法。
酸化型漂白剤を添加した後の機械的撹拌をニーダーで行い、還元型漂白剤を添加した後の機械的撹拌をディスパーザーで行う、請求項１記載の古紙パルプの製造方法。
酸化型漂白剤を添加した後の機械的撹拌及び還元型漂白剤を添加した後の機械的撹拌の少なくともいずれか一方を、繊維懸濁液を７０〜１２５℃に加温して行う、請求項１又は請求項２記載の古紙パルプの製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で得られた古紙パルプが原料パルプとして使用されている、ことを特徴とする印刷用再生紙。
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で得られた古紙パルプが原料パルプとして使用されている、ことを特徴とする出版用再生紙。
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で得られた古紙パルプが原料パルプとして使用されている、ことを特徴とする包装用再生紙。