JP4355236B2 - 古紙パルプの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、古紙パルプの製造方法に関し、詳しくは、原料中の灰分率に対して適当量の再生填料を添加することにより、抄紙調成工程における紙灰分の調整を容易化した古紙パルプの製造方法に関する。

近年、木材資源の節約や紙のリサイクルの観点から、印刷古紙（雑誌古紙、新聞古紙など）をパルプ原料として用いることが多くなっている。また、古紙パルプは原料古紙中の内添填料や塗工紙に由来する顔料などの灰分含有量も増大している。古紙パルプは古紙原料の灰分含有量に関係なく、離解・除塵・漂白・脱墨・洗浄の各工程に従って製造が行われている。

従来の脱墨パルプの製造においては、製品パルプの灰分を下げる必要がある場合には、灰分除去工程を前記いずれかの工程の間、あるいは最終工程に組み入れるのが普通である。しかし、これでも残存灰分が生じるのを防ぐことはできない。

加えて、古紙パルプを多種類の古紙を配合して製造する場合、流送原料含有灰分率が不安定である。古紙配合率を変えることで灰分率を調節しようとしてもタイムラグが大きく、安定には結びつかないケースが殆どである。このため、これまでの古紙パルプの製造方法では多種類の古紙を原料とした場合には、流送原料中の残存灰分が変化し、抄紙調成工程で灰分調整がスムーズに行なわれない、といった未解決の問題があった。

本発明の目的は、多種類の古紙を使用した古紙パルプにおいても、流送原料の含有灰分率をコントロールすることにより、抄紙調成工程における紙灰分の調整を容易にすることにある。

上記課題は下記（１）によって達成される。

（１）多種類の古紙を使用して離解、除塵、漂白、脱墨、洗浄の工程からなる古紙パルプを製造する方法において、流送原料中の含有灰分率をオンラインの灰分測定機により測定し、その測定値に基いて抄紙機が要求する古紙パルプの灰分率を設定した上で、前記流送原料中に、脱墨パルプ製造工程から発生するフロスまたは排水に含まれる填料を脱水・焼成させ、未燃焼分を含む一次燃焼物を得て、これを撹拌により酸素との接触を促進させながら二次燃焼させた後、微粉砕して得られた白色度８０％以上の再生填料を添加し、前記抄紙機が要求する古紙パルプの灰分率が８％〜３０%の範囲で任意の設定値にほぼ均一に保たれていることを特徴とする古紙パルプの製造方法。

請求項１の発明によれば、流送原料中の灰分率に基いて、流送原料に、脱墨スラッジからの白色度８０％以上の再生填料を必要量添加することで、流送原料含有灰分率が安定し、抄紙調成工程において容易にまた正確に紙灰分の調整が行なえるようになる。さらに、添加される再生填料は白色度が８０％以上であるため、製品パルプの白色度は高く、またこれを抄紙原料として用いた場合には、高白色度の再生紙を得ることができる。

また、流送原料中の灰分量をオンラインにおいて測定することで、多種類の古紙が用いられた場合でも灰分率の変化をリアルタイムで把握することができる。

さらに、流送原料中の灰分量をオンラインで測定し、この測定値に基いて必要量の再生填料を添加することで、多種類の古紙が用いられた場合でも、一定の灰分濃度を有する古紙パルプが得られる。

以下本発明をさらに詳細に説明する。

本発明は、古紙を離解・除塵・漂白・脱墨・洗浄の工程からなる古紙パルプの製造方法において、流送原料中に、白色度８０％以上（Ｔａｐｐｉ−５３４ｐｍ−７６法）の再生填料を灰分率が８％〜３０％となるように添加しようとするものである。

ここでいう「再生填料」とは、古紙パルプ製造工程から発生するフローテーターのフロスまたは排水・排水スラッジ等からなる製紙スラッジを脱水・焼成抽出した填料を微粉砕し白色度８０％以上の填料（白色顔料）として再生したものである。この再生填料は粒子径２μｍアンダーが８０%以上のものが好ましく、粒子径２μｍアンダーが９０％以上のものがより好ましい。

この白色顔料は、例えば本発明者らが先に特願２０００−３６２８０１で提案した方法、すなわち製紙スラッジを成形し、次で焼却（好ましくは５００〜１０００℃で焼却）し、この焼却により得た焼却灰を粉砕して（好ましくは平均粒径０．１〜１０μｍとなるように粉砕して）得ることができる。

また、この白色顔料は、上記と同様に特願２００３−２０６４９９で提案した方法、すなわち製紙スラッジを乾燥し、乾燥させた乾燥スラッジを燃焼させ（好ましくは７００℃以下で、燃焼時間１０秒以内で燃焼させ）未燃焼分を含む一次燃焼物を得て、これを撹拌により酸素との接触を促進させながら所定の白色度となるまで二次燃焼させて（好ましくは７００℃以下で、燃焼時間１時間以内で燃焼させて）得ることができる。

さらに、この白色顔料は上記と同様に特願２００３−２０６５００で提案した方法、すなわち製紙スラッジの燃焼物粒子に炭酸カルシウム粒子（好ましくは廃棄物由来の炭酸カルシウムが用いられる）を混合し、これら粒子の混合物として得ることができる。この場合、（i）前記燃焼物粒子、炭酸カルシウム粒子及びこれらの混合物の少なくとも一つは、分散剤を添加した濃度５０重量％以上の高濃度スラリーの状態で湿式粉砕して製造されるのが好ましく、或いは（ii）前記燃焼物粒子を一次粉砕し、その粒径を炭酸カルシウム粒子の粒径に実質的に合わせた若しくは近づけた後に、これを炭酸カルシウム粒子と混合し二次粉砕して目的粒径に合わせて製造されるのが好ましい。

本発明の古紙パルプ製造方法における離解工程は、固形分濃度５〜３０％になるように原料古紙と希釈水を加え、更に薬品（水酸化ナトリウム）を対パルプ０．１〜０．５重量％、好ましくは０．１〜０．３重量％を加え、離解時間５〜３０分、離解温度４６〜７０℃、好ましくは４６〜５０℃で離解する原料古紙離解工程である。また、離解工程で脱墨剤を対パルプ０．０２〜０．１％添加してもよい。

本発明においては、必要に応じて、離解工程で離解した古紙原料を灰分除去工程へ移送し、その後、除麈工程へ移送するようにしてもよい。この灰分除去工程は原料中の灰分を優先的に除去するための洗浄工程であり、一般には、エキストラクター、フォールウォッシャー、ダブルニップシックナー等の既存の装置を使用して行うことができる。ここでは、灰分を全固形分中１０〜２５重量％まで減少させるのが好ましい。

除麈工程はスリットスクリーン、スクリーン・クリーナー等で原料中の異物を取り除く工程である。

漂白工程は、薬品を使用してパルプを白くする工程である。古紙再生には一般には、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。過酸化水素漂白工程は、過酸化水素（対パルプ）1〜3重量％、水酸化ナトリウム（対パルプ）０．３〜１．５重量％、珪酸ナトリウム（対パルプ）１〜３重量％で、漂白時間は１〜４時間、漂白パルプ濃度は２０〜３０％、漂白温度は７０〜８０℃で行なわれる。

脱墨工程は、フローテーターで空気にインキを吸着させて系外に除去する工程である。フローテーターでの処理濃度は１．０〜１．５％、フローテーターでの処理温度は２０〜５０℃、好ましくは３５〜４５℃であり、脱墨剤は対パルプ０．０２〜０．０５重量％添加して行なわれる。また、離解工程で脱墨剤を添加している場合は無添加でもよい。

洗浄工程は、脱墨工程後の古紙パルプを大量の水で希釈して洗浄する工程である。

本発明においては、再生填料の添加を先立って、流送原料中の灰分率がオンライン灰分測定器によってリアルタイムで測定される。そして、その測定値が再生填料添加手段にフィードバックされ、必要量の再生填料が流送原料に添加されて灰分率の安定化が図られる。なお、灰分測定は連続的、断続的のいずれであってもよい。

オンラインの灰分測定器としては、例えば、メッツォオートメーション社製のＲＭＩ、またはＢＴＧ社製のＡＣ−５０００が用いられる。前者の灰分測定器ＲＭＩの測定原理は、サンプリング配管より原料を抜き出し、希釈ユニットで１％程度に希釈して、リテンションモニターで測定するものであって、測定器よりのレーザー光、キセノン光をサンプルに照射し、その減衰量と後方散乱光により測定する。

オンライン灰分測定器の取りつけ位置、すなわちサンプリング配管より原料を抜き出す位置は、流送原料に再生填料が添加されるところより前段であればどこでもよいが、必要により灰分除去工程が設けられている場合はこの工程より後段のところである。

再生填料はこれが添加されたことにより製造される古紙パルプの灰分率が８〜３０％の範囲になるように添加量される。製造される古紙パルプの灰分率が８〜３０％以上であることの理由は通常古紙を使用した場合、古紙パルプ工程で製造したパルプに含まれる灰分は現状設備では最低８％でありこれ以下になることはなく、また古紙配合１００％で抄造された紙の場合30％以上の灰分含有では、抄紙機で抄造が困難なためである。

この再生填料の添加量は古紙の種類が異なったり、あるいは数種の古紙が同時に再生パルプ用として使用され、その結果、流送原料中の灰分率が時々刻々変化しても、その変化に対応して適量の再生填料が添加されるので、製造された古紙パルプの灰分率はほぼ均一に保たれる。なお、この再生填料が添加されるところは、オンライン灰分測定のためのサンプリング配管の後段であればどこでもかまわない。

本発明では古紙パルプに添加される填料はすべて再生填料であると説明してきたが、必要に応じて、再生填料の一部を本来の填料に代替させることは可能である。

次に実施例をあげて本発明をより具体的に説明する。

（再生填料の製造１）
ＤＩＰフローテーターのフロス又は脱水設備にて５５〜６５％に脱水して得られた製紙スラッジを、焼却炉において温度700℃で焼却し、生成された焼却灰を平均粒径０．１〜１０μｍとなるように粉砕して、白色度80％の白色顔料（再生填料１）を得た。なお、白色度の測定はケット科学研究所社製の粉体白色度計（形式Ｃ−１００）を用いて行なった。（以下同じ）

（再生填料の製造２）
再生填料１と同じ製紙スラッジを用い、乾燥機により含水率１５％まで乾燥させた乾燥スラッジを一次燃焼炉で燃焼（燃焼温度６００〜７００℃、滞留時間１０秒未満）させて燃焼物を得、さらにこの燃焼物を二次燃焼炉で燃焼（燃焼温度６００〜７００℃、滞留時間１時間）させて、白色度８1％以上、平均粒径５００μｍの燃焼物（再生填料２）を得た。

（再生填料の製造３）
平均粒径１００μｍかつ白色度８５％の脱墨スラッジ燃焼物粒子を濃度６５重量％の高濃度スラリーとし、これに分散剤を添加して粉砕機でガスを吹き込みながら平均粒径２０μｍまで湿式粉砕し、次いで、この粉砕粒子に対し、クラフトパルプ製造に伴う平均粒径５〜２０μｍかつ白色度９０％以上の廃棄炭酸カルシウム粒子を１：１の重量比で混合し、この混合物を撹拌槽に供給し炭酸ガスを吹き込みながら混合し、さらに、この混合物を湿式粉砕して、２μｍアンダーが９０％以上かつ白色度８５％以上の炭酸カルシウム混合燃焼物粒子（再生填料３）を得た。

（実施例１）
多種類の印刷古紙（灰分含有量は少ないもので２％、多いもので４０％）１００％の原料を断続的パルパーに仕込み原料濃度１８％、水酸化ナトリウム添加率（対パルプ）０．３％、離解時間２５分、離解温度５０℃で離解した（離解工程）。

離解後、離解原料を５％に希釈し（希釈工程）、次いで灰分除去装置に導入し、原料濃度１５％まで濃縮した（灰分除去工程）。灰分除去装置の濾液（固形分２％）は濾液処理装置で処理し、固形分濃度０．１％以下の処理水とした。この処理水は、古紙の離解工程における希釈水、灰分除去工程における灰分除去装置の洗浄水、及び後記脱墨後のパルプの洗浄工程における洗浄水として使用した。
灰分除去後、除塵装置において除塵した（除塵工程）。

除塵後のパルプスラリーを１％に希釈した後、脱墨パルプ製造装置で処理し、さらに洗浄装置で処理して製品パルプを製造した（漂白、脱墨、洗浄工程）。漂白条件は、過酸化水素添加率（対パルプ）１．５％、水酸化ナトリウム（対パルプ）０．５％、珪酸ナトリウム添加率（対パルプ）１．０％、パルプ濃度２５％、漂白時間2時間、漂白温度７０℃で行なった。脱墨条件は、フローテーター処理濃度1％、フローテーター処理温度４５℃、脱墨剤添加率０．０２％で行なった。脱墨剤には高級アルコール系脱墨剤を使用した。

フローテーター処理後に再生填料の添加手段を設けた。また再生填料添加設備直後にオンライン灰分測定器（メッツォオートメンション社製、RＭi）を設けた。このオンライン灰分測定器での測定値は再生填料添加手段にフィードバックされ、古紙パルプの灰分が設定した１５％(任意で８〜３０％に設定可能)となるように再生填料が添加手段によって流送原料に添加されるようになっている。

この古紙パルプ製造方法において、再生填料として再生填料１を用いたところ、灰分率が１５％で安定しており、白色度８０％(測定はJIS P 8148)の古紙パルプが得られた。

（実施例２）
実施例１において、再生填料として再生填料１の代りに再生填料２を用いた以外は実施例１と同様にして古紙パルプを製造した。得られた古紙パルプは灰分率が１５％で安定しており、白色度８１．０％(測定はJIS P 8148）であった。

（実施例３）
実施例１において、再生填料として再生填料１の代りに再生填料３を用いた以外は実施例１と同様にして古紙パルプを製造した。得られた古紙パルプは灰分率が１５％で安定しており、白色度８２．５％(測定はJIS P 8148）であった。

Claims (1)

1. 多種類の古紙を使用して離解、除塵、漂白、脱墨、洗浄の工程からなる古紙パルプを製造する方法において、流送原料中の含有灰分率をオンラインの灰分測定機により測定し、その測定値に基いて抄紙機が要求する古紙パルプの灰分率を設定した上で、前記流送原料中に、脱墨パルプ製造工程から発生するフロスまたは排水に含まれる填料を脱水・焼成させ、未燃焼分を含む一次燃焼物を得て、これを撹拌により酸素との接触を促進させながら二次燃焼させた後、微粉砕して得られた白色度８０％以上の再生填料を添加し、前記抄紙機が要求する古紙パルプの灰分率が８％〜３０%の範囲で任意の設定値にほぼ均一に保たれていることを特徴とする古紙パルプの製造方法。