JPH03199478A

JPH03199478A - 古紙パルプの再生方法及び脱インキ装置

Info

Publication number: JPH03199478A
Application number: JP1337519A
Authority: JP
Inventors: Akira Kamiya; 神谷　昭
Original assignee: KANKYO GIJUTSU KENKYUSHO KK; SANIIDA KK
Current assignee: KANKYO GIJUTSU KENKYUSHO KK; SANIIDA KK
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、新聞紙、雑誌、カタログ、チラシ、ＯＡ用紙
その他の使用済みの古紙からパルプを再生する方法と、
この方法に用いる脱インキ装置に係るものである。

〔従来の技術〕

従来、使用済みの古紙からパルプを再生するには、まず
古紙を解離し、次いで古紙の種類に対応した脱インキ処
理を行い、その後スクリーン処理、洗浄、漂白、除塵、
脱水の工程で行っているが、通常、最も重要な脱インキ
工程は化学的手段によって処理されている。

例えば、カタログ、チラシなどに多用されているアート
紙などの上級紙は、温水に浸漬して解離したのち、カセ
イソーダ、炭酸ソーダ等を加えて約１００℃で蒸煮して
脱インキ処理され、また。

新聞紙などの下級紙も同様にして解離したのち、アート
紙などと同じ脱インキ処理ではパルプが黄変するため、
ケイ酸ソーダなどを加えて約４０〜５０℃で加熱処理さ
れている。

ｃ本発明が解決しようとする問題点〕従来のパルプ再生手段は脱インキ処理を化学的手段で行
うため、前述したようにアート紙などの上級紙と新聞紙
などの下級紙を同一に処理することができず、その前処
理として、収集された古紙を紙質などによって分別する
作業が不可欠となっている。しかし、この分別はきわめ
て面倒で煩雑であるのみならず２人的コストが高く多大
の経費を要して経済性に欠けていた。このため、古紙か
らパルプを得るよりも、伐採木材からパルプを製するの
が一般的に行われており、木材の浪費が森林資源の枯渇
を来たし、ひいては地球環境の破壊を招くおそれがある
６また、従来の脱インキ処理におけるアルカリを用いた熱
処理は、パルプに付着したインキの微粒子を溶出させる
のみであり、パルプの主成分であるセルロース線維と結
合しているリグニン、ペントザン、ヘミセルロースなど
の不純物を除去することはできない。これはとくに、砕
氷パルプを原料とする新聞紙、漫画水などの下級紙では
、製紙の段階でリグニン、ペントザンなどの不純物が約
３０〜４０％程度しか除去されないため、これらの古紙
から再生したパルプは繊維が固く細小な粒状になり易い
のであり、良質な再生パルプを得ることはできなかった
。

さらに、蒸煮に用いたアルカリ溶液は水質保全のために
そのまま排水できないから、アルカリの回収設備、水質
汚濁の防止設備などに多額の費用を要していた。

本発明は前述したような問題点を解決するため、本発明
者が多面的に研究した結果開発されたもので、従来の化
学的手段による脱インキ処理とは全く異なり、機械的手
段によってインキの微粒子及びパルプに含まれる不純物
を完全に分離させることのできる古紙パルプの再生方法
とその脱インキ装置とを提供するものである。

本発明において古紙とは、印刷の種類１着色の有無及び
色彩、紙質を問わず、新聞紙、雑誌、電話帳、チラシ、
カタログ、ＯＡ用紙など使用済みの一切の紙を含むもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の方法は、予め解離された古紙に水を加え、これ
に混入した気泡を加圧させて正圧側から負圧側に急速に
噴出させる循環流動を反復してインク粒子を除去し、そ
の後、水洗、除塵、脱水してパルプを得ることを特徴と
している。

また、本発明の他の方法は、古紙が非解離である場合に
これを水に浸漬して柔軟化させ、上記と同様にして正圧
側から負圧側に急速に噴出させたのち、直交方向に回転
流動させる循環流動を反復してインク粒子を除去し、そ
の後、水洗、除塵。

脱水してパルプを得るものである。

上記の予め解離された古紙からパルプを得る方法を実現
する本発明の脱インキ装置は、常時は閉弁し設定圧以上
で開弁するパルプを開口部近くに有して分離槽内に設置
された供給管と、予め解離された古紙原料を含む水をこ
の供給管に循環させる装置と、供給管にエアを送り込む
装置とからなることを特徴としている。

非解離の古紙からパルプを得る方法に用いる本発明の脱
インキ装置は１分離槽内に設置された回転軸と、この回
転軸に固着された撹拌羽根とからなり、撹拌羽根は分離
槽内に吸引する方向に回転駆動され、且つその吸引力が
羽根の中心部に集束されるように構成されたことを特徴
としている。

また、古紙が完全に又はある程度の大きさに半解前され
た場合の脱インキ装置として、供給管と撹拌羽根との前
記の構成を組み合わせた装置も特徴とするものである。

この場合においては、１個又は複数個の供給管を回転受
槽に接続し、古紙原料を含む水をこの回転受槽に循環流
動させ、撹拌羽根の回転方向と逆方向に供給管を回転さ
せてもよい。

さらに、供給管を用いる脱インキ装置では、この供給管
に吸入管を分岐接続し、供給管に送り込むエアの吸引力
により古紙原料を含む水をこの供給管に循環流動させて
もよいし、また、吸入管の分岐接続部よりも前の部分の
供給管にエア取入口を有し、この供給管に高圧水を送り
込むようにしてもよい。

〔作　用〕

予め解離された古紙原料に水を加え、これに気泡を混入
して加圧させ正圧側から負圧側に急速に噴出させる循環
流動を反復してインク粒子を除去し、その後、水洗、除
塵、脱水してパルプを得る方法では、分離槽に予め解離
した古紙原料を投入して水を加え、吸入ポンプとエア加
圧源を作動させる。これにより、古紙原料との混合水は
吸入管から吸入ポンプで吸い上げられ、供給管に送られ
る。この供給管にはエア加圧源から所定の圧力でエアが
送られているから、供給管内では古紙原料との混合水中
にエアが多数の気泡として混入し、管内圧力が高くなる
につれて加圧圧縮され、管内圧力が設定圧以上になると
パルプが開き、気泡を含んだ古紙原料との混合水は開口
部から急激に槽内に噴出される。この噴出した瞬間は、
水の流動速度が高く周囲の水の密度が低くなるため、そ
れまで気泡に加わっていた水の圧力が負圧に転じ、多数
の気泡が一挙に膨張して近接した気泡が合体するが、気
泡のこのような消滅及び合体のエネルギーによりキャビ
ティション効果が発生し、その際の衝撃波が古紙原料に
付着していたインキの微粒子及びパルプに含まれる不純
物に分離作用を及ぼす。

この噴出が終わるとパルプが自動的に閉じ、次に管内圧
の上昇により再び開弁して気泡を含んだ古紙原料との混
合水を噴出するもので、この反復による脈動的な衝撃波
がインキの微粒子及び不純物にさらに分離作用を及ぼす
。

こうして古紙原料との混合水を循環流動させて上記作用
を反復すると、エアの消滅、膨張の衝撃による叩解作用
によってインキの微粒子及び不純物が分離され、これを
吸着した水が黒く濁るからこの水を排出し、解繊された
ものを取り出して水洗し、除塵、脱水してパルプを得る
のである。

また、非解離の古紙を水に浸漬して柔軟化させ、上記と
同様にして正圧倒から負圧側に急速に噴出させたのち、
直交方向に回転流動させる循環を反復してインク粒子を
除去し、その後、水洗、除塵、脱水してパルプを得る方
法では、分離槽内に水を入れ、古紙を解離することなく
そのまま投入し、所要の時間浸漬して柔軟化させる。そ
の後、モータを作動させ、撹拌羽根が分離槽の開口部側
から吸引作用を行うように高速で回転させる。

これにより、古紙を含む水は中央部分が吸引されて凹む
乱渦流となり、大気中のエアが乱渦流の底部流動附近で
多数の気泡として水中に取り込まれる。そして初期の段
階では、非解離の古紙が高速回転する撹拌羽根に打ち当
ってせん断されるとともに、水が撹拌羽根に吸引されて
その中心部に集束するときは吸引される水によって多数
の気泡が加圧圧縮され、撹拌羽根を通過してその下側に
拡散排出されるときは速度が高くなって周囲の水の密度
が低くなるため、水の圧力が負圧に転じて前述したキャ
ビティション効果が発生する。さらに、撹拌羽根の回転
外周部分では乱流状態となって羽根に衝突した紙片が遠
心力により弾き飛ばされ、古紙原料には乱方向からの衝
撃力が加わってインキの微粒子及び不純物に分離作用を
及ぼす。

こうして撹拌羽根を通過した古紙原料を含む水は乱〆尚
流となって上昇し、循環流動して上記の作用を繰り返し
受けるもので、最終段階では非解離の古紙原料は完全に
解離され、前記実施例と同様にエアの消滅、膨張の衝撃
による叩解作用によってインキの微粒子及び不純物が分
離される。この場合、照温した水を排水したのち、解繊
されたものを取り出して水洗し、除塵、脱水してパルプ
を得ることは前記実施例と同様である。

〔実施例〕

以下、本発明の古紙バルブの再生方法と脱インキ装置と
を、実施例を示す図面によって具体的に説明する。

第１図は脱インキ装置の一実施例を示しており、（１）
は分離槽、（２）は古紙原料との混合水の供給管で、先
端の開口部（２ａ）の近くには、常時は閉弁し設定した
圧力以上で開弁するバルブ（３）が設けである。また、
分離槽（１）内には吸入管（４）が挿入されて吸入ポン
プ（５）に接続され、吸入ポンプ（５）の吐出口側が供
給管（２）に連通されて古紙原料との混合水の循環流動
路を構成しているとともに、供給管（２）には、ニアコ
ンプレッサその他のエア加圧源（６）から閉塞された上
部開口部（２ｂ）を通してエアが送り込まれるようにな
っている。

この分離槽（１）には、予め幅１ｍ、長さ２ｒｍ程度に
解離した古紙原料を投入して水を加え、吸入ポンプ（５
）とエア加圧源（６）を作動させる。これにより、古紙
原料との混合水は吸入管（４）から吸入ポンプ（５）に
よって吸い上げられ、供給管（２）に送られる。この供
給管（２）にはエア加圧ｇ（６）から所定の圧力でエア
が送られているから、供給管（２）内では古紙原料との
混合水中にエアが多数の気泡として混入し、管内圧力が
高くなるにつれて加圧圧縮され、管内圧力が設定圧以上
になるとバルブ（３）が開き、気泡を含んだ古紙原料と
の混合水は開口部（２ａ）から急激に槽内に噴出される
。この噴出した瞬間は、水の流動速度が高く周囲の水の
密度が低くなるため、それまで気泡に加わっていた水の
圧力が負圧に転じ、多数の気泡が一挙に膨張して近接し
た気泡が合体するが、気泡のこのような消滅及び合体の
エネルギーによりキャビティション効果が発生し、その
際の衝撃波が古紙原料に付着していたインキの微粒子及
びパルプに含まれる不純物に分離作用を及ぼす。

この噴出が終わるとバルブ（３）が自動的に閉じ、次に
管内圧の上昇により再び開弁して気泡を含んだ古紙原料
との混合水を噴出するもので、この反復による脈動的な
衝撃波がインキの微粒子及び不純物にさらに分離作用を
及ぼす。

第２図は本発明の脱インキ装置の他の実施例を示してい
る。分離槽（１）内には槽外のモータ（１０）によって
回転駆動される回転軸（１１）が直立して設けられ、回
転４ｉ１１１　（１１）に撹拌羽根（１２）が固着され
ている。この撹拌羽根は２枚又は３枚羽根でもよいしく
試験例では２枚羽根を固着）、また、１段に限ることな
く上下に複数段を固着してもよいが、その形状は吸引力
が撹拌羽根の中心部（軸央部）に集束されるよう構成さ
れている。

この分離槽（１）内には水を入れ、古紙を解離すること
なくそのまま投入し、所要の時間浸漬して柔軟化させる
。その後、モータ（１０）を作動させ、撹拌羽根（１２
）が分離槽（１）の開口部側から吸引作用を行うように
高速で回転させる。この回転速度は、少なくとも１０．
ＯＯＯＲＰＭ以上にすることが望ましい。

これにより、古紙を含む水は中央部分が吸引されて凹む
乱渦流となり、大気中のエアが乱渦流の底部流動附近で
多数の気泡として水中に取り込まれる。そして初期の段
階では、非解離の古紙が高速回転する撹拌羽根（１２）
に打ち当ってせん断されるとともに、水が撹拌羽根（１
２）に吸引されてその中心部に集束するときは、吸引さ
れる水によって多数の気泡が加圧圧縮され、撹拌羽根（
Ｉ２）を通過してその下側に拡散排出されるときは、速
度が高くなって周囲の水の密度が低くなるため、水の圧
力が負圧に転じて前述したキャビティション効果が発生
する。さらに、撹拌羽根（１２）の回転外周部分では乱
流状態となって羽根に衝突した紙片が遠心力により弾き
飛ばされ、古紙原料には乱方向からのｉｔ力が加わって
インキの微粒子及び不純物に分離作用を及ぼす。

こうして撹拌羽根（１２）を通過した古紙原料を含む水
は乱渦流となって上昇し、循環流動して」−記の作用を
繰り返し受けるもので、最終段階では非解離の古紙原料
は完全に解離され、前記実施例と同様にエアの消滅、膨
張の衝撃による叩解作用によってインキの微粒子及び不
純物が分離される。

なお、分離されたインキの微粒子を含んで照温した水を
排水したのち、解繊されたものを取り出して水洗し、除
塵、脱水してパルプを得ることは１１？ｊ記実施例と同
様である。

第３図は前記の両実施例を組み合わせた脱インキ装置の
実施例であり、この場合には、古紙を完全に解離するか
又は供給管（２）に詰まりを来さない程度の大きさに半
解離して投入する。この実施例では、供給管（２）から
気泡を混入した古紙原料を含む水を噴出させるとともに
その下方の撹拌羽根（１２）によって回転させるので、
前述した各実施例の作用が同時に行われるため、半解離
した古紙か完全に解繊されるほか、インキの微粒子の分
離及びパルプの不純物の除去をすべて行うことができる
。

また、第４図は複数の供給管を回転させる脱インキ装置
の実施例を示している。すなわち、分離槽（１）の上方
に回転受槽（２０）が回転機構の保持部（２１）に保持
されて設けられ、この回転受槽（２ｏ）から供給管（２
２）　、　（２３）を槽内に垂下させ、その開口部（２
２ａ）、　（２３ａ）を撹拌羽根（１２）の上方に臨ま
せたもので、吸入ポンプ（５）の吐出口は回転受槽（２
ｏ）に接続されている。

上記の回転受槽（２０）と供給管（２２）　、　（２３
）は、撹拌羽！（１２）の回転方向と逆方向に回転され
る。これにより、撹拌羽根（１２）の回転面の上方にお
いて、開１１部（２２ａ）、　（２３ａ）から噴出され
る古紙原料を含む水の流動と撹拌羽根（１２）の吸引に
よる古紙原料を含む水の流動とがぶつかり合うから、古
紙原料にはより複雑で強いＷＩ撃波が与えられてインキ
の微粒子及び不純物は確実に分離される。

第５図は古紙原料を含む水の循環流動に混気ポンプの構
成を用いた脱インキ装置の実施例である。

この実施例では、供給管（２）に吸入管（４）が分岐接
続され、エア加圧源（６）から高圧のエアを供給管（２
）に送って槽内に吹き抜かせるもので、その際に分岐部
分に生ずる吸引力によって古紙原料を含む水が吸い上げ
られ、供給管（２）に流れ込んで循環流動するから、吸
入ポンプの動力が省かれる。

また、気泡を混入した古紙原料を含む水は開口部（２ａ
）から非常な高速で脈動的に噴出されるので、前述した
キャビティション効果がより高くなり、したがって古紙
原料への振動波による衝撃も強く。

インキの微粒子及び不純物は完全に分離され除去される
。

第６図は循環流動に混気ポンプの構成を用い、供給管内
にはエアの代わりに高圧水を送り込む脱インキ装置の実
施例であり、供給管を用いた上記の脱インキ装置に使用
することができる。この場合には、吸入管（４）の分岐
接続部よりも前の部分の供給管（２）にエア取入口（３
０）が設けられ、高圧水送出装置（３１）からこの供給
管に高圧水を送り込むものであり、分離槽（１）の上部
外周縁にはスクリーン（３２）を介してオーバーフロー
水路（３３）が設けられている。この実施例では、分岐
部分に生ずる吸引力によって古紙原料を含む水が吸い上
げられ、供給管（２）に流れ込んで循環流動するから吸
入ポンプの動力が省かれるとともに、古紙原料を水洗す
る水が常に供給される利点がある。

試験例次に、第２図に示した脱インキ装置を用いて行った古紙
パルプの再生の試験例を示す。

分離槽は幅１４．５ａｎ、奥行き］、７．５ＣＴｎ、高
さ３ｆ３ａ＋＋の合成樹脂製の容器を用い１回転軸には
２枚羽根の撹拌羽根を固着した。モータは１００Ｖのも
のを使用し、負荷時の回転数を１１．２０ＯＲ１１Ｍと
した。この分離槽に１０℃の水７００ｍ（１を入れ、新
聞紙ｌｏｇ、アート紙のカタログ］−Ｏｇ、計２０ｇを
全く解離せずにそのまま投入して５分間４漬したのち、
モータを前記回転数で５分間作動させた。次いで、黒く
濁った水を排出し、微細に解離されたバルブを取り出し
て水洗、脱水させたものを参考写真に示す。

なお、水の温度は試験例の１−０℃のほか、４０℃、（
５０°Ｃ及び８０℃にして同様に試験したが、温度によ
る相違は全く認められなかった。

比−悦鮭よ新聞紙Ｌｏｇ、デー１−紙のカタログＬｏｇ、計２０ｇ
をシュレッダ−により幅１　ｍｍ、長さ２ｍのチップ状
に解離し、これを、カセイソーダ　　　　　　　　　４０重量部水　　　　
　　　　　　　　１．．０００重量部の配合割り合いの
脱インキ処理液に入れ、温度６０°Ｃで約５分間蒸煮し
たのち、水洗、脱水して再生パルプを得た。この比較例
により再生されたパルプも参考写真で示す。両者の写真
はそれぞれのパルプを厚さ３Ｉ［ｌｌで２０ｄに伸ばし
て撮影したものである。

参考写真から、比較例により再生されたパルプはやや黄
ばんでいるのに対し、試験例により再生されたバルブは
白色度が高くなっており、機械的手段によっても確実に
脱インキ処理ができることが判る。

〔効　果〕

本発明は上記の方法及び構成であるから、次のような効
果が達成される。

（イ）アルカリ等の化学薬品を一切使用しないため排水
による水質汚濁などの公害を生ずることがなく、また、
排水の処理設備などを要しないので古紙バルブの再生の
費用を低廉化できる。

（ロ）脱インキ処理は水温に影響されないため、寒冷地
又は温暖地を問わず実施することができ、従来法のよう
な加温の熱エネルギーを不要とすることができる。

（ハ）古紙は紙質等によって分別する必要がなく、紙質
、印刷態様とは無関係に同一の装置による同一工程で脱
インキが可能であるから、分別に要する手間、費用を省
くことができ、古紙の再生利用を促進させ、木材資源の
節約、森林資源の保存に貢献できる。

（ニ）請求項（４）又は（５）に記載の脱インキ装置で
は、非解離又は半解前の古紙の浸漬、解離、脱インキ処
理が一貫して行われわれるので古紙のパルプ化工程が簡
略化され、設備等の負担を軽減化できる。また、撹拌羽
根の叩解作用によりパルプに含まれる不純物が除去され
るため５品質の良好なバルブを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を実現するための脱インキ装置の実
施例を示すもので、第１図は供給管を備えた実施例の概
念図、第２図は撹拌羽根を備えた実施例の概念図、第３
図は供給管と撹拌羽根とを併用した実施例の概念図、第
４図は供給管を回転させる実施例の概念図、第５図は循
環流動路を混気ポンプ型にした実施例の概念図、第６図
は循環流動路を混気ポンプ型と概念図である。１・・・分離槽、２ａ・・・開口部、４・・・吸入管。６・・・エア加圧源。１１・・・回転軸、２０・・・回転受槽、２３・・・供給管、３工・・・高圧水送出装置。し高圧水を送る実施例の２・・・供給管、３・・・バルブ、５・・・吸入ポンプ、０・・・モータ、２・・・撹拌羽根、２・・・供給管、Ｏ・・・エア取込口、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）予め解離された古紙原料に水を加え、これに混入
させた気泡を加圧して正圧側から負圧側に急速に噴出さ
せる循環流動を反復してインク粒子を除去し、その後、
水洗、除塵、脱水してパルプを得ることを特徴とする古
紙パルプの再生方法。
（２）非解離の古紙原料を水に浸漬して柔軟化させ、こ
れに混入させた気泡を加圧して正圧側から負圧側に急速
に噴出させたのち直交方向に回転流動させ、この循環流
動を反復してインク粒子を除去し、その後、水洗、除塵
、脱水してパルプを得ることを特徴とする古紙パルプの
再生方法。
（３）常時は閉弁し設定圧以上で開弁するバルブを開口
部近くに有して分離槽内に設置された供給管と、予め解
離された古紙原料を含む水をこの供給管に循環させる装
置と、供給管にエアを送り込む装置とからなることを特
徴とする古紙パルプの脱インキ装置。
（４）分離槽内に設置された回転軸と、この回転軸に固
着された撹拌羽根とからなり、撹拌羽根は分離槽内に吸
引する方向に回転駆動され、且つその吸引力が羽根の中
心部に集束されるように構成されたことを特徴とする古
紙パルプの脱インキ装置。
（５）請求項（３）記載の供給管の下方に、請求項（４
）記載の撹拌羽根が設置されたことを特徴とする古紙パ
ルプの脱インキ装置。
（６）１個又は複数個の供給管を回転受槽に接続させ、
撹拌羽根の回転方向と逆方向に回転させる請求項（５）
記載の古紙パルプの脱インキ装置。
（７）供給管に吸入管が分岐接続され、供給管に送り込
むエアの吸引力により古紙原料を含む水をこの供給管に
循環流動させる請求項（３）及び（５）記載の古紙パル
プの脱インキ装置。
（８）供給管は吸入管の分岐接続部よりも前の部分にエ
ア取入口を有し、この供給管に高圧水を送り込むように
した請求項（３）、（５）、（６）及び（７）記載の古
紙パルプの脱インキ装置。