JP2008095224A

JP2008095224A - 古紙の再生処理方法

Info

Publication number: JP2008095224A
Application number: JP2006276486A
Authority: JP
Inventors: Toru Yamaguchi; 徹山口; Masafumi Watanabe; 雅史渡辺
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】
蛍光染料を含有する古紙を有効に再利用するに当たって、環境上問題が懸念される塩素やＡＯＸ（吸着性の有機ハロゲン物質）を生成することなく古紙中に含有される蛍光染料による蛍光を消去あるいは抑制し、バージンパルプと同等の高品位の再生パルプの提供を可能とする古紙の再生処理方法が求められていた。
【解決手段】
過酸化水素と金属塩の存在下に処理することを特徴とする蛍光染料を含む古紙の再生処理方法を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、回収された古紙を再利用するに当たって、古紙中に含有される有色染料や蛍光染料による着色や蛍光の消去あるいは抑制をすることにより、有効に古紙を再利用するための再生処理方法及びその方法によって再利用された再生紙に関する。

紙の使用量の増加とともに印刷古紙からパルプを再生し、その再生パルプを新しい用紙の原料に再利用する用途が年々拡大してきている。とみに最近では環境問題から古紙の利用率や利用分野が年々増加する傾向にあるが、これらの古紙の多くには蛍光染料によって処理された用紙を多く含んでいる。特に白さを要求されるような用紙においてはほとんど蛍光染料処理により白度の調整がなされている。

しかしながら、再生パルプを利用した紙製品の中には蛍光染料による蛍光発光を制限される用途、例えば、紙ナプキンや直接食品に触れる紙製品があり、又、上級印刷用紙や複写紙、感圧紙のように着色を望まない分野の用紙もあり、これらの場合にはバージンパルプのみを使用してきたが、エネルギー問題、資源問題及び環境問題、製造工程中の損紙の再利用の点から古紙の使用が求められている。
再利用に用いる古紙から蛍光染料によって処理された古紙だけを除くことは大変な労力がかかり困難である。

古紙中の着色若しくは蛍光の消去あるいは抑制させる方法としては、次亜塩素酸ソーダを用いて古紙を処理する方法（例えば、特許文献１）、二酸化塩素を用いて古紙を処理する方法（例えば、特許文献２）、ジクロロイソシアヌル酸の金属塩を用いて古紙を処理する方法（例えば、特許文献３）が開示されている。しかしながら、いずれも蛍光の抑制効果が十分ではない。又、次亜塩素酸ソーダや二酸化塩素からは塩素の発生が、ジクロロイソシアヌル酸塩からはＡＯＸ（吸着性の有機ハロゲン物質）の発生が懸念される。これらは環境問題の観点からも好ましいものではない。
又、オゾンを用いて古紙を処理する方法（例えば、特許文献４）が開示されているが、この方法にはオゾンを発生させる専用の装置の設置が必要であり、経剤的にも安全上も問題がある。

特開昭６２−９７９９３号公報特開平１１−２６９７８８号公報特許第３１１８０８７号公報特開平３−１９９４７７号公報

上記の状況に鑑み、本発明の目的は、有色染料又は蛍光染料を含む古紙を再生利用するに当たって、環境上問題が懸念される塩素やＡＯＸを生成することなく、安全性が高く、簡便に着色若しくは蛍光の消去あるいは抑制効果の優れた再生処理方法を提供することにある。

上記目的のため、本発明者等は鋭意研究し本発明に至った。即ち、本発明は以下の（１）〜（８）に関する。

（１）蛍光染料を含む古紙の再生処理方法であって、古紙を過酸化水素と金属塩の存在下に処理することを特徴とする古紙の再生処理方法。
（２）処理が古紙の離解、脱墨、除塵、洗浄若しくは漂白のいずれかの工程で行なわれることを特徴とする上記（１）記載の古紙の再生処理方法。

（３）金属塩が鉄塩、銅塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、マグネシウム塩、マンガン塩、銀塩、クロム塩である上記（１）又は（２）に記載の古紙の再生処理方法。
（４）金属塩が硫酸鉄、塩化鉄、硫酸銅、塩化銅、硫酸亜鉛又は塩化亜鉛である上記（１）又は（２）に記載の古紙の再生処理方法。
（５）金属塩が硫酸鉄又は塩化鉄である上記（１）又は（２）に記載の古紙の再生処理方法。

（６）過酸化水素の使用量が古紙パルプに対して３０重量％〜６００重量％、硫酸鉄又は塩化鉄の使用量が古紙パルプに対して０．１重量％〜３０重量％である上記（５）記載の古紙の再生処理方法。
（７）硫酸鉄又は塩化鉄が硫酸第一鉄又は塩化第一鉄であり、その使用量が古紙パルプに対して０．１重量％〜３０重量％であり、処理温度５〜９０℃、pＨ０．５〜９．０である上記（６）記載の古紙の再生処理方法。
（８）上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の古紙の再生処理方法により得られた再生パルプを５重量％〜９５重量％配合された再生紙。

本発明の再生処理方法により有色染料や蛍光染料を含む古紙の着色や蛍光の消去あるいは抑制を行えば、古紙再生工程において環境上問題が懸念される塩素やＡＯＸを生成することなく、安全性が高く、簡便で経済的な古紙の再生処理を行うことが可能となる。

以下に本発明を詳細に説明する。本発明の蛍光染料を含む古紙の再生処理方法は、古紙を過酸化水素と金属塩の存在下に処理することを特徴とする。

本発明の再生処理方法で使用される古紙としては特に限定されず、新聞紙、雑誌古紙、印刷物古紙、カタログ・チラシ古紙又は家庭や事務所からでる蛍光染料にて染色された紙を含む古紙が挙げられる。本発明の再生処理方法で使用される古紙としては蛍光染料とともに有色染料により染色されていてもよい。

古紙は、離解、選別、脱墨、除塵、洗浄、精選、漂白、抄紙の処理工程を行い用紙として再利用される。本発明における再生処理は、古紙の処理工程の離解、選別、脱墨、除塵、洗浄、精選若しくは漂白工程のいずれの工程で行ってもよい。

本発明の古紙の再生処理方法に用いられる過酸化水素としては特に限定されないが、１％〜６０％の過酸化水素水が好ましく、３％〜４０％の過酸化水素水が特に好ましい。

本発明の古紙の再生処理方法に用いられる金属塩としては、金属種及びその酸価数は特に限定されず、例えば、硫酸鉄、塩化鉄等の鉄塩；硫酸銅、硝酸銅、塩化銅、炭酸銅、酢酸銅等の銅塩；塩化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛等の亜鉛塩；硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム等のアルミニウム塩；塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム等のマグネシウム塩；塩化マンガン、硫酸マンガン等のマンガン塩；硝酸銀等の銀塩；塩化クロム、塩基性硫酸クロム等のクロム塩等が挙げられ、この中なら１種若しくは複数種の金属塩を使用すればよい。
中でも、硫酸鉄、塩化鉄、硫酸銅、塩化銅、硫酸亜鉛又は塩化亜鉛が好ましく、硫酸第一鉄又は塩化第一鉄が特に好ましい。

本発明の古紙の再生処理方法において過酸化水素の使用量は、古紙パルプに対して３０重量％〜６００重量％が好ましい。金属塩の使用量は、古紙パルプに対して０．１重量％〜３０重量％が好ましく、金属塩が硫酸第一鉄又は塩化第一鉄の場合も同様に０．１重量％〜３０重量％が好ましい。

本発明の再生処理方法の条件は水中、温度５〜９０℃、好ましくは３０〜７０℃で処理する。温度が低くなると処理効果が減少する。ｐＨは０．５〜９．０、好ましくは２．０〜７．０で処理する。ｐＨが高いと処理効果が減少し、アルカリによるパルプの黄色化現象が認められる。ｐＨの調製は酸又はアルカリを用いて行えばよい。
処理液中での古紙の量は３〜４０％程度、好ましくは３〜２０％程度である。
処理時間は０．５時間程度以上であればよく、好ましくは１時間から１０時間程度である。

処理液中には、アルコール、エタノールアミン、グリコール、グリセリン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、有機酸エステル、コリン、植物油、尿素、ε−カプロラクタム、ポリアクリル酸、ｐＨ緩衝剤、蒸解助剤、漂白剤、解離剤、サイズ剤、紙力増強剤、紙質改善剤、填料、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤、洗浄剤、抗菌剤、防カビ剤、泡消剤、歩留向上剤、凝集剤、耐水剤、帯電防止剤、透明化剤、表面加工樹脂、可溶性澱粉、脱墨剤、界面活性剤、他の酸化剤等を必要に応じて同時に使用してもよい。

更に、本発明の再生処理方法により着色や蛍光が消去あるいは抑制された再生パルプを、そのまま若しくはバージンパルプや他のパルプと配合して用紙を製造することができ、本発明にはこれらの再生紙も含まれる。配合量は使用するパルプに対して任意の割合で、好ましくは５重量％〜９５重量％の割合にて使用することができる。

以下の実施例により本発明を詳細に説明する。実施例において％は重量％を意味する。抄紙した用紙の蛍光強度は、スガ試験機（株）分光白色度測色計「ＳＣ−１０Ｗ」（商品名、スガ試験機（株）製）によって測定した。

実施例１
純水３５．５ｍｌの中に蛍光染料「カヤホールＳＴＣリキッド」（商品名、スチルベン系蛍光染料、日本化薬（株）製）の０．１５％溶液を１５．５ｍｌ添加する。このなかに固型分率１６．７％の広葉樹晒クラフトパルプ（以下、ＬＢＫＰと略す）１２．０ｇをいれ１０分間攪拌する。０．０１％ロジンサイズ剤水溶液「ＦＲ１９００」（商品名、ロジン系サイズ剤、星光ＰＭＣ（株）製）２．０ｍｌを加え、更に１０分間攪拌する。０．０３％硫酸アルミ水溶液２．０ｍｌを加え、更に１０分間攪拌する。染色されたＬＢＫＰは洗浄脱水する。
このＬＢＫＰを純水１００ｍｌの中にいれ、硫酸にてｐＨを２．５に調整し、攪拌しながら加温し液の温度を５０℃にした。この中に３５％過酸化水素水３３ｍｌと０．１％硫酸鉄（ＩＩ）水溶液４０ｍｌを６時間かけて滴下した。過酸化水素水にて処理したＬＢＫＰをろ過した後、直径１６ｃｍの円形に抄紙した。測色・蛍光強度の測定値を表１に示す。

実施例２
実施例１において染色されたＬＢＫＰを純水１００ｍｌの中にいれ、硫酸にてｐＨを２．５に調整し、攪拌しながら加温し液の温度を５０℃にした。この中に１０％過酸化水素水２３ｍｌと０．１％硫酸鉄（ＩＩ）水溶液７ｍｌを５時間かけて滴下した。過酸化水素水にて処理したＬＢＫＰをろ過した後、直径１６ｃｍの円形に抄紙した。測色・蛍光強度の測定値を表１に示す。

実施例３
実施例１において染色されたＬＢＫＰを純水１００ｍｌの中にいれ、硫酸にてｐＨを５．０に調整し、攪拌しながら加温し液の温度を５０℃にした。この中に５％過酸化水素水２０ｍｌと０．１％硫酸鉄（ＩＩ）水溶液３０ｍｌを５時間かけて滴下した。過酸化水素水にて処理したＬＢＫＰをろ過した後、直径１６ｃｍの円形に抄紙した。測色・蛍光強度の測定値を表１に示す。

比較例１
実施例１において染色されたＬＢＫＰを過酸化水素と金属塩による処理を行わず、そのまま抄紙して未処理紙とした。測色・蛍光強度の測定値を表１に示す。

比較例２
実施例１において染色されたＬＢＫＰを純水１００ｍｌの中にいれ、硫酸にてｐＨを２．５に調整し、攪拌しながら加温し液の温度を５０℃にした。この中に３０％過酸化水素水３０ｍｌを６時間かけて滴下した。過酸化水素水にて処理したＬＢＫＰをろ過した後、直径１６ｃｍの円形に抄紙した。測色・蛍光強度の測定値を表１に示す。

比較例３
実施例１において染色されたＬＢＫＰを純水１００ｍｌの中にいれ、炭酸ナトリウムにてｐＨを１１．０に調整し、攪拌しながら加温し液の温度を５０℃にした。この中に１．２％次亜塩素酸ナトリウム８ｍｌを５時間かけて滴下した。処理したＬＢＫＰをろ過した後、直径１６ｃｍの円形に抄紙した。測色・蛍光強度の測定値を表１に示す。

表１測色・蛍光強度
Ｌ値ａ値ｂ値蛍光強度
実施例１９１．２０ −０．８２８．５５０．０３
実施例２９３．４３ −０．０５０．９５０．８６
実施例３９３．８２ −０．１６１．７１０．８０
比較例１（未処理紙）９５．９７２．８２ −７．５２１７．３２
比較例２９５．８０３．０２ −７．６８１３．２２
比較例３９３．１００．７９ −１．５１４．１３

表１の結果から明らかのように実施例１、２、３のいずれも未処理紙（比較例１）に比して大幅に蛍光強度が低くなっており、バージンパルプと同程度の値となり、又、比較例２の過酸化水素水のみを用いた方法や、比較例３の次亜塩素酸ナトリウムを用いた方法の蛍光強度よりも低いことから、本発明の処理方法により蛍光がほぼ消去されることが示された。

Claims

蛍光染料を含む古紙の再生処理方法であって、古紙を過酸化水素と金属塩の存在下に処理することを特徴とする古紙の再生処理方法。
処理が古紙の離解、脱墨、除塵、洗浄若しくは漂白のいずれかの工程で行なわれることを特徴とする請求項１記載の古紙の再生処理方法。
金属塩が鉄塩、銅塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、マグネシウム塩、マンガン塩、銀塩、クロム塩である請求項１又は２に記載の古紙の再生処理方法。
金属塩が硫酸鉄、塩化鉄、硫酸銅、塩化銅、硫酸亜鉛又は塩化亜鉛である請求項１又は２に記載の古紙の再生処理方法。
金属塩が硫酸鉄又は塩化鉄である請求項１又は２に記載の古紙の再生処理方法。
過酸化水素の使用量が古紙パルプに対して３０重量％〜６００重量％、硫酸鉄又は塩化鉄の使用量が古紙パルプに対して０．１重量％〜３０重量％である請求項５記載の古紙の再生処理方法。
硫酸鉄又は塩化鉄が硫酸第一鉄又は塩化第一鉄であり、その使用量が古紙パルプに対して０．１重量％〜３０重量％であり、処理温度５〜９０℃、pＨ０．５〜９．０である請求項６記載の古紙の再生処理方法。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の古紙の再生処理方法により得られた再生パルプを５重量％〜９５重量％配合された再生紙。