JP2006183208A - 高白色度脱墨パルプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 新聞古紙を主体とする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を提供する。
【解決手段】 印刷古紙の離解工程、スクリーニング工程、前後段の２段からなるフローテーション工程、漂白工程、ニーディング工程、洗浄工程の組み合わせ工程を有する高白色度脱墨パルプの製造方法において、２段のフローテーション工程の何れか一方の工程の代わりに、４０メッシュ以上１００メッシュ以下のワイヤー上でインキを洗浄するワイヤー洗浄工程を設け、且つ、離解工程でインキ剥離性の強い高級アルコール系脱墨剤を使用し、漂白工程あるいはニーディング工程では、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から選ばれる少なくとも１種類の離解工程で使用するものとは異なる脱墨剤を使用する、印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、印刷古紙の脱墨方法に関し、さらに詳しくは、新聞古紙を主体とする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。

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、特にインキ除去を進め白色度が６５％ＩＳＯ以上の高白色度古紙パルプを得るためには、前段及び後段の２段処理からなるフローテーター処理が必要であった。また、漂白の効率を上昇させるために製品パルプの灰分を下げる対策として、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。このように、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、高灰分の印刷用紙について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（特許文献１）を提案し、更に、灰分除去装置の前後で役割の違う脱墨剤とし、漂白性を向上させる脱墨剤の有効な使用方法（特許文献２）を検討してきたが、フローテーター１段の処理で消費電力原単位の少ない高白色度パルプが得られる脱墨システムの構築については未検討であった。

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。

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。

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提案されている（特許文献３、特許文献４、特許文献５）。しかし、これらの特許文献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、高い白色度を得るためには、前段及び後段からなる２段のフローテーター処理が必要であった。

一方、新聞古紙を主体とする６５％以上の高白色度の脱墨古紙パルプを安価に製造するためには、漂白工程で過酸化水素等の漂白剤を多量に使用してはならず、前段及び後段からなる２段のフローテーション工程を設置する必要があった。本発明によれば、１段のフローテーター処理でも十分に脱墨を促進させ、目的の白色度を得るための漂白薬品の使用量を極端に増加させずに消費電力原単位を大幅に低減させることができる。
特開２００２−１３８３８０号公報 特開２００４−６８１７５号公報 特開昭５８−１０９６９６号公報 特開昭６２−２７６０９３号公報 特開平５−２５７９０号公報公報

本発明の目的は、上記のような問題を解消させ、古紙からのインキ分離効率を損なわずに、従来より電力原単位の低い高白色度の脱墨古紙パルプを製造させることができる脱墨方法を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明は、以下の各発明を包含する。
（１）印刷古紙を離解する離解工程、除塵するスクリーニング工程、脱墨処理する前後段の２段からなるフローテーション工程、漂白及びソーキング処理をする漂白工程、分散処理する分散工程、洗浄処理する洗浄工程の組み合わせ工程を有する高白色度脱墨パルプの製造方法において、前記前後段の２段のフローテーション工程の何れか一方の工程の代わりに、４０メッシュ以上１００メッシュ以下のワイヤー上でインキを洗浄するワイヤー洗浄工程を設けてフローテーション工程を１工程とし、且つ、離解工程で使用する脱墨剤をインキ剥離性の強い高級アルコール系脱墨剤とし、漂白工程あるいはニーディング工程で使用する脱墨剤としては、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から選ばれる少なくとも１種類であって、離解工程で使用する脱墨剤と異なる脱墨剤とする、印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。

（２）前記前後段の２段のフローテーション工程のうち、前段のフローテーション工程の代わりに、４０メッシュ以上１００メッシュ以下のワイヤー上でインキを洗浄するワイヤー洗浄工程を設けたことを特徴とする（１）項記載の印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。

（３）前記ワイヤー洗浄工程の洗浄前のパルプ濃度（質量％）が０．５％〜２．０％である（１）項又は（２）項のいずれかに記載の印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。

（４）前記印刷古紙が新聞古紙及びチラシ古紙である（１）項〜（３）項のいずれかに記載の印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。

（５）前記高白色度脱墨パルプのＩＳＯ白色度が、６８％〜８０％である（１）項〜（４）項のいずれかに記載の印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。

（６）前記ワイヤー洗浄工程から得られるろ液を前記離解工程の希釈水として循環使用する（１）項〜（５）項のいずれかに記載の印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。

上記本発明によれば、印刷古紙を離解する離解工程、除塵するスクリーニング工程、脱墨処理する前後段の２段からなるフローテーション工程、漂白及びソーキング処理をする漂白工程、分散処理する分散工程、洗浄処理する洗浄工程の組み合わせからなる高白色度脱墨パルプ製造設備から構成される古紙のパルプ化工程において、前記前後段の両フローテーション工程のいずれか一方のフローテーション工程の代わりに、４０メッシュ以上１００メッシュ以下のワイヤー上でインキを洗浄するワイヤー洗浄工程を採用することにより、フローテーション工程を１段工程とし、且つ、離解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とし、漂白工程あるいはニーディング工程で使用する脱墨剤としては、離解工程とは異なる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から選ばれる少なくとも１種類の脱墨剤を用いることによって、省電力原単位で、且つ、高白色度の古紙パルプを製造することが可能となる。

＜離解工程における離解条件＞
本発明の方法における離解工程では、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）は、 対パルプ０〜１．０質量％、好ましくは０〜０．５質量％添加され、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、対パルプ０〜０．５質量％、好ましくは０．０３〜０．３質量％添加され、離解時間は１０〜３０分、好ましくは１０〜２５分、更に好ましくは１０〜１８分で、離解温度１０〜５０℃、好ましくは３０〜５０℃で原料印刷古紙が離解される。

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）社製ダイホープ９４０、ダイホープ９６０、日華（株）社製リポブライトＤＰ−８１０等が挙げられる。

印刷古紙としては、新聞紙、微塗工紙、高灰分の塗工紙、非塗工紙等、灰分が７％〜３５％含む古紙が挙げられ、中でも最も高白色度が得られにくいのは新聞紙であり、本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ヶ月以上の古紙等である。

＜除塵工程＞
除塵工程は、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ためのものである。

＜ワイヤー洗浄工程＞
ワイヤー洗浄工程では、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ワイヤー洗浄装置が用いられる。ワイヤー洗浄装置としては、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）等が挙げられる。一般的には、ワイヤー洗浄装置の目穴は、２０〜２００メッシュ程度までが考えられるが、本発明では４０〜１００メッシュ、好ましく、更に好ましくは５０〜８０メッシュが適している。

本発明では、ワイヤー洗浄工程は前段フローテーション又は後段フローテーションのいずれかに代えて行う。前段フローテーション工程に代えて行う場合には、離解工程で剥離したインキや灰分が洗浄され除去されるため、漂白工程での漂白効率が上がることとなり、好ましい。

前記洗浄装置の中では、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フォールウォッシャーが優れている。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の場合は、マットを形成させないために、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４％以下の濃度で行うことができるが、好ましくは０．５〜２．０％、更に好ましくは、１．０〜１．５％である。０．５％より低い濃度の場合、ワイヤーの処理面積が多大なものとなるし、２％の濃度を越えるとインキ除去効率が極端に低下する。（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）

＜漂白工程＞
漂白工程は、薬品を使用してパルプを白くする工程であり、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。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）で使用し、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℃で行うことが好ましい。

＜分散工程＞
分散工程は、ニーダーや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％添加する。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、漂白工程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等が挙げられる。

＜フローテーション脱墨工程＞
フローテーション工程は、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脱墨工程である。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℃で行う。

＜洗浄工程＞
洗浄工程は、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％まで脱水洗浄することが好ましい。

＜白水循環＞
ワイヤー洗浄後のろ液（白水）は、固形分濃度が０．５〜１．５％あるため、一部を排水とした以外は、直接パルパーの希釈水として使用した。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。特に、断らない限り、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１２０ＡＤＴ／Ｄの脱墨パルプ製造設備を使用して実施した。

（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 Ｐ ８２０９）に従って、坪量６０ｇ／ｍ²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。

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３７℃で離解した、離解後離解原料を除塵工程にて処理し、１．０％に濃度調整後、ワイヤー洗浄機（フォールウオッシャー：栄工機製、５０メッシュワイヤー）にて処理した。ワイヤー洗浄機のろ液（固形分濃度：約１％）は古紙の離解の稀釈水、離解後離解原料の稀釈水等として使用した。

ワイヤー洗浄後のパルプスラリ−は、約３％に稀釈後、既存の脱墨パルプ製造設備にて、脱水処理、漂白処理、ディスパーザー処理、フローテーター処理、洗浄処理の順序にしたがって処理して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６７℃で行った。フローテーター脱墨条件は、特殊脂肪酸誘導体（花王社製、ＤＩ−１１２０）添加率０．１８％、脂肪酸（花王社製、ＤＩ−２５４）添加率０．０３％、フローテーター処理濃度１．１％、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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

実施例２
ワイヤー洗浄機のワイヤー目穴を８０メッシュとした以外は、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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

実施例３
漂白工程での過酸化水素添加率を対パルプ１．０％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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

比較例１
ワイヤー洗浄機のワイヤー目穴を２４メッシュとした以外は、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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

比較例２
ワイヤー洗浄機のワイヤー目穴を１５０メッシュとした以外は、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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

比較例３
離解工程に入れる脱墨剤を高級アルコール系脱墨剤（花王社製、ＤＩ−７０２０）から、特殊脂肪酸誘導体（花王社製、ＤＩ−１１２０）に変え、添加率対パルプ０．１５％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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

比較例４
脱墨工程に入れる脱墨剤を特殊脂肪酸誘導体（花王社製、ＤＩ−１１２０）から、高級アルコール系脱墨剤（花王社製、ＤＩ−７２８２）に変え、添加率対パルプ０．１８％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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

比較例５
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３７℃で離解した、離解後離解原料を除塵工程にて処理し、１．１％に濃度調整後、一段目のフローテーターにて処理した。一段目のフローテーターへ添加する脱墨剤は、特殊脂肪酸誘導体（花王社製、ＤＩ−１１２０）添加率０．１０％、フローテーター処理温度４２℃で脱墨を行なった。

一段目のフローテーター処理後のパルプスラリ−は、既存の脱墨パルプ製造設備にて脱水処理、漂白処理、ディスパーザー処理、フローテーター処理の順序で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６７℃で行った。二段目のフローテーター脱墨条件は、特殊脂肪酸誘導体（花王社製、ＤＩ−１１２０）添加率０．０８％、脂肪酸（花王社製、ＤＩ−２５４）添加率０．０３％、二段目のフローテーター処理濃度１．１％、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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

比較例６
一段目のフローテーター処理を行なわず、且つ二段目のフローテーターの特殊脂肪酸誘導体（花王社製、ＤＩ−１１２０）添加率を０．１８％とした以外は、比較例５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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

比較例７
漂白工程で添加する過酸化水素添加率を５．０％とした以外は、比較例６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、ワイヤー洗浄機の歩留、ＤＩＰトータル歩留及び製造電力原単位を表１に示す。

以上の結果を表１に示す。

実施例１〜３及び比較例１、２を比較すると明らかなようにワイヤー洗浄機のワイヤー目穴が大きすぎても高白色度が得られるものの原料歩留が低下し、小さすぎても原料からのインキ除去が悪く、高白色度が得られない。また、実施例１〜３及び比較例３、４を比較すると明らかなように離解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なければ高白色度が得られず、且つ、後段の脱墨工程（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しなければ、インキ凝集をさせることができず、やはり高白色度を得ることができない。一方、実施例１〜３及び比較例５〜７をすると明らかなように二段フローテーター処理では、製造電力原単位が高く、ワイヤー洗浄工程を行なわずに一段のフローテーター処理を行ない、過酸化水素の添加率を増やしても、高白色度を得ることはできない。

Claims (5)

1. 印刷古紙を離解する離解工程、除塵するスクリーニング工程、脱墨処理する前後段の２段からなるフローテーション工程、漂白及びソーキング処理をする漂白工程、分散処理する分散工程、洗浄処理する洗浄工程の組み合わせ工程を有する高白色度脱墨パルプの製造方法において、前記前後段の２段のフローテーション工程の何れか一方の工程の代わりに、４０メッシュ以上１００メッシュ以下のワイヤー上でインキを洗浄するワイヤー洗浄工程を設けてフローテーション工程を１工程とし、且つ、離解工程で使用する脱墨剤をインキ剥離性の強い高級アルコール系脱墨剤とし、漂白工程あるいはニーディング工程で使用する脱墨剤としては、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から選ばれる少なくとも１種類であって、離解工程で使用する脱墨剤と異なる脱墨剤とする、印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。
2. 前記前後段の２段のフローテーション工程のうち、前段のフローテーション工程の代わりに、４０メッシュ以上１００メッシュ以下のワイヤー上でインキを洗浄するワイヤー洗浄工程を設けたことを特徴とする請求項１記載の印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。
3. 前記ワイヤー洗浄工程の洗浄前のパルプ濃度（質量％）が０．５％〜２．０％である請求項１又は２に記載の印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。
4. 前記印刷古紙が新聞古紙及びチラシ古紙である請求項１〜３のいずれか１項に記載の印刷古紙から高白色度脱墨パルプを製造する方法。
5. 前記高白色度脱墨パルプのＩＳＯ白色度が、６８％〜８０％である請求項１〜４のいずれかに記載の印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。