JP2010229571A - 製紙方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】澱粉を含有する製紙工程水にスライムコントロール剤を添加する工程と、前記製紙工程水にカチオン性官能基、アニオン性官能基又は水素結合能を持つ官能基を有する実質的に水不溶性の有機系微粒子を添加する工程と、有機系微粒子の添加後の製紙工程水に無機凝結剤、有機凝結剤及び有機高分子凝集剤から選択される1以上を添加する工程と、を含む製紙方法を提供する。
【選択図】なし
Description
この製紙方法では、スライムコントロール剤によって澱粉の分解を抑制し、有機系微粒子によって澱粉を吸着し、澱粉を吸着した有機系微粒子を凝集させて澱粉を紙製品に定着させることで、廃水に持ち込まれる澱粉量を低減することができる。
併せて、本発明は、澱粉を含有する製紙工程水にスライムコントロール剤を添加する手段と、前記製紙工程水にカチオン性官能基、アニオン性官能基又は水素結合能を持つ官能基を有する実質的に水不溶性の有機系微粒子を添加する手段と、澱粉吸着工程後の製紙工程水に、無機凝結剤、有機凝結剤及び有機高分子凝集剤から選択される1以上を添加する手段と、を備える製紙装置を提供する。
本工程は、スライム中の微生物のアミラーゼによって、パルプ繊維に吸着している澱粉、及び製紙工程水中に分散している澱粉が分解されることを抑制する工程である。本工程では、スライム中の微生物のアミラーゼによる澱粉の分解を抑制するため、製紙工程水中にスライムコントロール剤を添加する。スライムコントロール剤の添加により、製造工程全域でのスライム増殖を製造期間中において抑え、アミラーゼによる澱粉分解を抑制することができる。
本工程は、製紙工程水中に分散している澱粉を特異的に吸着して集める工程である。本工程では、製紙工程水中に分散している澱粉を吸着するため、製紙工程水に有機系微粒子を添加する。有機系微粒子の添加により、製紙工程水中に分散している澱粉が有機系微粒子に吸着され、集められる。
本工程は、製紙工程水中の澱粉をパルプ繊維に定着させて紙製品として歩留まらせて製紙工程水から除去する工程である。本工程では、澱粉を吸着した有機系微粒子を凝集させるため、製紙工程水に無機凝結剤、有機凝結剤又は有機高分子凝集剤を添加する。無機凝結剤等の添加により、有機系微粒子に吸着された澱粉をパルプ繊維に定着させ、廃水中に澱粉が持ち込まれることを防止し、得られる紙製品の強度や印刷適性等の品質を高めることができる。
31g/kgで澱粉を含有する段ボール古紙330gを水道水15Lに分散させ、ビーターで離解、叩解を行い、固形分で2重量%のパルプスラリー(CSF=315ml)を調製した。この2重量%のパルプスラリー15Lに5重量%澱粉水溶液600mlを添加して試験用パルプスラリーとした。澱粉には、キシダ化学製試薬特級を使用した。コロイド当量測定によるアニオン化度は、−0.15meq/gで若干アニオン性を示した。澱粉は、ホットプレートスターラーにて加熱溶解し、5重量%澱粉水溶液として調製した。
試験用パルプスラリーから、JIS P 8029規定の方法に準拠して、坪量120g/m2の手抄紙を調製した。
製紙工程水を5A濾紙で吸引濾過した濾液3.2mlに10倍希釈塩酸4 ml、0.002Nヨウ素溶液0.4 ml、純水0.4 mlを加えて、分光光度計を用いて580nmの吸光度を測定し、既知濃度の澱粉サンプルから作成した検量線から澱粉濃度を算出した。また、濾液について、市販のアミラーゼ測定キット(Megazyme International Ireland社製)を用いてアミラーゼ活性を測定した。COD(Mn)の測定は、製紙工程水の上澄み液を用いて、JIS K 0102に記載の100℃における測定法に準拠して行なった。
手抄紙1.0gを純水50mlに浸し、これを90℃の温浴中で30分間静置して、紙中に含まれる澱粉を熱水抽出し、上記の測定法に従って紙中澱粉濃度を算出した。また、手抄紙を用いて、JIS P 8112規定の方法に準拠して破裂強さを測定した。
硫酸アンモニウムと次亜塩素酸ソーダとを1:1(モル比)で混合し、塩素換算濃度1000mg/Lのスライムコントロール剤を調製した。
有機系微粒子としてジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物/アクリルアミド=60/40(モル%)コポリマーの架橋ゲル微粒子(平均粒径15μm)を含むものを用いて、逆相エマルションを調製した。
カチオン性の高分子凝集剤としてジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの四級アンモニウム塩/アクリルアミドの60/40(モル%)の共重合物を使用した。
試験用パルプスラリーを30℃で3日間静置したサンプル、及び試験用パルプスラリーに1回/日の頻度でスライムコントロール剤を20mg/L添加して30℃で3日間静置したサンプルを調製した。それぞれのサンプルの分析結果を「表1」に示す。
Claims (2)
- 澱粉を含有する製紙工程水に、スライムコントロール剤を添加する工程と、
前記製紙工程水に、カチオン性官能基、アニオン性官能基又は水素結合能を持つ官能基を有する実質的に水不溶性の有機系微粒子を添加する工程と、
有機系微粒子の添加後の製紙工程水に、無機凝結剤、有機凝結剤及び有機高分子凝集剤から選択される1以上を添加する工程と、を含む製紙方法。 - 澱粉を含有する製紙工程水に、スライムコントロール剤を添加する手段と、
前記製紙工程水に、カチオン性官能基、アニオン性官能基又は水素結合能を持つ官能基を有する実質的に水不溶性の有機系微粒子を添加する手段と、
澱粉吸着工程後の製紙工程水に、無機凝結剤、有機凝結剤及び有機高分子凝集剤から選択される1以上を添加する手段と、を備える製紙装置。
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