JP4776878B2 - 古紙再生パルプの製造方法 - Google Patents

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本発明は、古紙再生パルプの製造方法に関するものである。
抄紙工程において、ウェット原料を扱うウェットエンドを安定化する管理因子としては、原料濃度、フリーネス、イオン濃度、灰分、ファーストパスリテンション等が挙げられる。また、ウェットエンドの安定化のために、原料スラリーの電位(カチオンデマンド値)の管理が有効であるとされ、原料スラリーの電位調整用の薬品としては硫酸バンド、カチオン化澱粉、凝結剤等が広く使用されている。また、原料スラリーの電位を測定し、その測定値に応じてパルプスラリー中の添加薬品の濃度を調整し、原料スラリーの電位を抄紙目的に適合した電位に調整することは知られている(例えば、特許文献1参照)
なお、原料スラリーの電位(カチオンデマンド値)とは、アニオン物質の持つ総電荷のことであり、アニオン物質(アニオントラッシュ)とは、パルプ(微細繊維を含む)、填料(炭酸カルシウムやタルクなど)、各種添加薬品(顔料、サイズ剤、消泡剤など)などの負(マイナス)に帯電した物質である。
また、炭酸カルシウムを主体とする填料を含有する製紙原料にて中性新聞用紙の抄紙する際に、製紙原料中に重合系カチオン性水溶性高分子及び/または重縮合系カチオン性物質を添加処理した後、重合系カチオン性高分子、若しくはアニオン性水溶性高分子を添加することにより、ピッチトラブルが少なく、効率良く、高歩留率で抄紙することも知られている(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)
特開平7−286984号公報 特開2002−227090号公報 特開2002−227093号公報
ところで、上記何れの公知技術においても、古紙再生パルプの製造工程や、抄紙機での古紙再生パルプの受入・配合工程においては、凝結剤などの添加は行われていず、各パルプ原料の配合が完了したマシン前の原料に添加されているため、カチオン要求量と濁度の高い古紙再生パルプに優先して効果を発揮していない。そのため、凝結剤や凝集剤、並びに填料などの薬品添加量が増加する一方で、系内の汚れの原因にもなり、欠陥の発生原因になるという問題がある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、薬品添加量を低減できるとともに濁度を低減して系内の汚れを減少し、欠陥の発生を低減できる古紙再生パルプの製造方法を提供することを課題とする。
本発明の古紙再生パルプの製造方法は、古紙再生処理工程から配合チェストに流送される古紙再生パルプスラリーに、配合チェストに供給する流送ポンプのサクション配管で、予め設定したカチオン要求量の目標値と古紙再生パルプスラリーのカチオン要求量を自動測定した測定値との差分に応じてカチオン系凝結剤を添加し、2000〜10000(FAU)である古紙再生パルプスラリーの濁度の変動幅を400〜700(FAU)に抑制するものである。
この構成によると、配合チェストで機械パルプスラリーや化学パルプスラリーと配合される前にカチオン系凝結剤を添加しているので、カチオン要求量と濁度の高い古紙再生パルプスラリーにカチオン系凝結剤が優先的に反応し、配合チェストに投入される古紙再生パルプスラリーの濁度を大幅にかつ確実に低減させることができるとともに、その変動幅も、2000〜10000(FAU)から400〜700(FAU)の範囲へと大幅に低減させることができる。そのため、抄紙原料に対する薬品添加量を減少できるとともに系内の汚れを抑制でき、かつ制御性が向上して操業の安定性が向上し、欠陥の発生を抑制することができる。
また、カチオン系凝結剤配合チェストに供給する流送ポンプのサクション配管で添加するので、流送ポンプを通過する間に強い攪拌作用を受けるため、配合チェストに供給される古紙再生パルプスラリーに対してカチオン系凝結剤が確実に均一混合さてその効果が均等に作用し、上記効果を確実に奏することができる。
また、カチオン系凝結剤、予め設定したカチオン要求量の目標値と古紙再生パルプスラリーのカチオン要求量を自動測定した測定値との差分に応じて添加するので、適量のカチオン系凝結剤を無駄なく添加することができる。
また、カチオン系凝結剤は、重合系カチオン性水溶性高分子及び/または重縮合系カチオン性物質から成るものが好適である。
本発明によれば、カチオン要求量と濁度の高い古紙再生パルプスラリーに対して機械パルプスラリーや化学パルプスラリーと配合される前にカチオン系凝結剤を添加することで、カチオン系凝結剤が優先的に反応し、配合チェストに投入される古紙再生パルプスラリーの濁度を大幅にかつ確実に低減でき、抄紙原料に対する薬品添加量の減少を図るとともに、系内の汚れ防止を図ることができる。
以下、本発明の古紙再生パルプの製造方法の一実施形態について、図1、図2を参照して詳細に説明する。
図1において、古紙再生パルプ(DIP)1は、DIPを受け入れるDIPチェスト2において原料を混合され、DIPスラリーとされて流送ポンプ3にて配合チェスト4に供給される。配合チェスト4において、機械パルプ5や化学パルプ6やその他TMPやマシンブロークなどの各種パルプ原料スラリーが供給されて配合される。配合チェスト4にて配合・調成された原料スラリーは、マシンチェスト7に供給された後、種箱8に導かれ、ここで調節された原料スラリーが、流送ポンプ10a、クリーナ9、流送ポンプ10b、及びスクリーン11を介してストックインレット12により抄紙機13のワイヤパート14に供給される。
DIPチェスト2から流送ポンプ3にて配合チェスト4にDIPスラリーを導く過程で、流送ポンプ3のサクション配管3aにおいて、DIPスラリーにカチオン系凝結剤16が添加される。このカチオン系凝結剤16の添加量は、流送ポンプ3のサクション配管3a中のDIPスラリーのカチオン要求量をオンラインのカチオン要求量測定器15にて測定し、その測定値に基づいて添加調整弁17を開閉制御して制御するように構成されている。
カチオン系凝結剤16としては、重合系カチオン性水溶性高分子及び/または重縮合系カチオン性物質から成るものが好適であり、具体例としては、下記の化学式で表される2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロリド重合物(例えば、商品名「ハイモロック NR−70(ハイモ株式会社製)」が好適である。
Figure 0004776878
なお、PAM(ポリアクリルアミド)、PDADMAC(ポリダドマック)、pAm(ポリアミン)、PEI(ポリエチレンイミン)なども適用することができる。
また、オンラインのカチオン要求量測定器15としては、PCT15若しくはPCT20(mutek社製)が好適である。このカチオン要求量測定器は、紙料を測定器のセルの中に導き入れ、上下ピストンの稼働にてセルシリンダとピストンの間にサンプル液の流れを生じさせ、コロイド粒子の表面電荷の歪みによって電気を生じさせるように構成されており、パルプ懸濁液中のコロイド状溶解物質粒子がイオンにより電気を帯びていることを利用することで、チャージ要求量を高分子電解質測定によって測定するようにしたものである。
なお、種箱8からワイヤパート14に原料スラリーを供給する過程で、フリーネスを測定してフリーネス制御を行うことが望ましい。
次に、上記古紙再生パルプスラリーに対するカチオン系凝結剤16の添加制御動作について図2を参照して説明する。まず、カチオン要求量測定器15にてDIPスラリーのカチオン要求量を測定し(ステップS1)、次に測定したカチオン要求量と予め設定した目標カチオン要求量との差を演算する(ステップS2)。目標カチオン要求量は、古紙再生パルプスラリーの濁度が所定値以下となって灰分の歩留りを確保できるカチオン要求量を予め実験的に求めて設定される。次に、測定値と目標値の差分に応じてカチオン系凝結剤16の添加量の増減量を予め設定された所定の演算式によって演算して求める(ステップS3)。なお、演算式による演算に代えてメモリに格納されたテーブルを参照して求めるようにしても良い。次に、演算によって求められたカチオン系凝結剤16の添加量となるように添加調整弁17に対して指令を出力する(ステップS4)。
次に、本発明のいくつかの実施例と比較例を説明する。
チラシ古紙65%、色上古紙35%を用いて再生処理された古紙再生パルプ(DIP)を用いた抄紙工程において、DIPチェスト2から配合チェストにDIPスラリーを送給する流送ポンプ3のサクション配管3aにおいて、そのDIPスラリーのカチオン要求量を測定し、その測定結果に応じて、表1に示すように、実施例1〜5として、「ハイモロック NR−70」、PAM、PDADMAC、pAm、PEIの何れかのカチオン系凝結剤をDIPスラリーに添加し、さらに所要量の填料を添加してLWCP(Low Weight Coated Paper)を抄造した。また、比較例1として、DIPスラリーにカチオン系凝結剤を添加せずに同じくLWCPを抄造した。
そして、各実施例1〜5及び比較例1について、カチオン系凝結剤の添加前後のDIPスラリーの濁度と、系内汚れと、欠陥発生個数を調査した。その結果を表1に示す。
Figure 0004776878
なお、系内汚れの評価は、抄紙機における定期的な保守点検時における系内の汚れが従来に比して大きく改善されたものを○とした。また、欠陥発生個数は、抄紙機の幅(例えば2〜3m)で長さが1mの領域で、欠陥個数が0〜4を少、5〜9個を中、10個以上を多と評価した。
表1から、各実施例においては、古紙再生パルプスラリーにカチオン系凝結剤を添加する前のDIP濁度は、平均で4500〜6000(FAU)(実際には2000〜10000(FAU)程度の範囲で変動)であったものが、凝結剤を添加することにより400〜700(FAU)程度の変動幅に納まりかつ平均で460〜610(FAU)程度に抑制されることで、DIP濁度を大幅に低減できて、抄紙機の系内汚れを確実に低減できるとともに、濁度が低く安定するので制御性が格段に向上し、欠陥派生個数を低減でき、古紙再生パルプを用いた抄紙機における安定操業を実現することができることが分かる。一方、比較例1では上記のようにDIP濁度が大きくかつ変動幅が大きいので、系内汚れ及び欠陥発生個数が多いことが分かる。
本発明の古紙再生パルプの製造方法では、古紙再生パルプスラリーに対して機械パルプスラリーや化学パルプスラリーと配合される前にカチオン系凝結剤を添加することで、カチオン系凝結剤が優先的に反応し、古紙再生パルプスラリーの濁度を大幅にかつ確実に低減できるとともにその変動幅を抑制できるので、系内の汚れ防止を図ることができるとともに制御性が向上して欠陥の発生を抑制できる。したがって、本発明の製造方法で得られる全ての古紙再生パルプは、抄造製品に有用である。
本発明の製造方法の一実施形態における古紙再生パルプを用いた抄紙工程の概略構成図である。 同実施形態における古紙再生パルプスラリーに対する凝結剤の添加制御フロー図である。
1 古紙再生パルプ(DIP)
2 DIPチェスト
3 流送ポンプ
3a サクション配管
4 配合チェスト
15 カチオン要求量測定器
16 カチオン系凝結剤
17 添加調整弁

Claims (2)

  1. 古紙再生処理工程から配合チェストに流送される古紙再生パルプスラリーに、配合チェストに供給する流送ポンプのサクション配管で、予め設定したカチオン要求量の目標値と古紙再生パルプスラリーのカチオン要求量を自動測定した測定値との差分に応じてカチオン系凝結剤を添加し、2000〜10000(FAU)である古紙再生パルプスラリーの濁度の変動幅を400〜700(FAU)に抑制することを特徴とする、古紙再生パルプの製造方法。
  2. カチオン系凝結剤は、重合系カチオン性水溶性高分子及び/または重縮合系カチオン性物質から成ることを特徴とする請求項1記載の古紙再生パルプの製造方法
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