JPH11302990A - 不透明度の高い脱墨パルプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】メカニカルパルプを２０重量％以上含む古紙に
ついて乾式離解処理（解繊処理）を行い、ついで湿式離
解処理を行うことにより脱墨パルプの強度を低下させる
ことなく不透明度の高い脱墨パルプを製造する方法の提
供。 【解決手段】メカニカルパルプを２０重量％以上含む古
紙を、パルプの固形分濃度が７０％以上で乾式離解処理
を行い、ついで固形分濃度２０％以下で湿式離解処理を
行い、さらに後工程として熟成処理、浮選処理工程を有
する脱墨処理を行う不透明度の高い脱墨パルプの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メカニカルパルプ
を含む古紙からの不透明度の高い脱墨パルプの製造方法
に関し、更に詳しくは、古紙の水分が少ない状態で乾式
離解処理（解繊処理）を行い、ついでパルプの表面に水
が十分ある状態で湿式離解処理を行い、さらに、その後
に配置される工程で熟成処理、浮選処理を行うことによ
って脱墨パルプの強度を低下させることなく不透明度の
高い脱墨パルプを製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】我が国における古紙の利用率としては１９
９６年現在で５３％強であり、パルプ原料の過半数を超
えるに至っている。さらに、２０００年を目標に利用率
を５６％まで引き上げる計画もあり、パルプ原料への古
紙の利用は今後も延びると予測されていが、近年その利
用の伸びが鈍化傾向にある。

【０００３】再生可能な古紙の種類としては上白、カー
ド、特白、中白、白マニラ、模造、色上、切付、中更反
古、新聞、雑誌、段ボール等がある。

【０００４】これらの古紙からの再生パルプ化法として
は、古紙をパルプ固形分濃度（パルプ絶乾重量ｇ／水分
を含む総重量ｇ、以下パルプ濃度と略す）２０％以下で
離解してパルプ懸濁液を得る離解工程、パルプ懸濁液中
の異物を分離する粗選、精選工程、印刷インキを分離す
る脱墨工程、色を白くする漂白工程等を経て再生パルプ
化が行われるのが一般的である。

【０００５】一方、現実の問題として、ここ近年の古紙
の利用率の伸びが鈍化している原因の一つとして、再生
利用する古紙の種類が拡大すると例えば粘着物やプラス
チック類等の禁忌品を含む可能性が高くなり、処理の難
易度が高くなること、また、完成品の品質の低下を招く
ことが挙げられる。さらに、古紙を再生利用するとパル
プ密度が高くなり、かつ不透明度が下がるため原料の使
用量が増えるといった問題がある。

【０００６】特に、近年紙の低坪量化が進みつつある
が、古紙の利用における不透明度の低下は印字の裏写り
等の問題を引き起こすため、低坪量化を進める上で障害
となっている。

【０００７】そのため、不透明度を向上させるために各
種の提案がなされている。例えば特開平１−１４３８８
号公報には白水に特定の無機、有機系顔料を添加して、
工程中のピッチを除去して不透明度を向上させる方法が
開示されている。この方法では、ピッチの量が少ない場
合不透明度の向上が見込めない。また、特開平５−１３
２８９５号公報にはパルプの水性分散液に、添料及び特
定の水溶性共重合体を配合することによって不透明度を
向上させる方法が開示されている。また、特開昭５７−
１６９９２号公報には未晒系故紙を脱リグニンし、篩分
処理した後、漂白処理することによって高不透明度、低
密度の漂白パルプを製造する方法が開示されている。し
かし、脱リグニン処理、例えば蒸解処理を行うことは処
理装置の規模の拡大化、ならびに完成パルプの品質の低
下が懸念される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決すべく、古紙の水分が少ない状態で乾式離解処理
（解繊処理）を行い、次いで乾式離解直後に固形分濃度
２０％以下で湿式離解処理を行い、さらに、その後に配
置される工程で熟成処理、浮選処理を行うことによって
填料等の添加を必要とすることなく繊維自体の改質によ
って、不透明度の高い古紙再生法を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はメカニカルパル
プを２０重量％以上含む古紙を、パルプの固形分濃度が
７０％以上で乾式離解処理を行い、ついで固形分濃度２
０％以下で湿式離解処理を行い、さらに後工程処理とし
て脱墨処理を実施することを特徴とする不透明度の高い
脱墨パルプの製造方法に存する。

【００１０】また、本発明は前記後工程の脱墨処理が熟
成処理工程、浮選処理工程を有する請求項１記載の不透
明度の高い脱墨パルプの製造方法に存する。

【００１１】本発明に用いられる対象となる古紙材料と
しては、模造、色上、切付、中更反古、新聞、雑誌、段
ボール、雑誌等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定
されるものではない。処理パルプの内、機械パルプ由来
のパルプは絶乾重量比率で２０重量％以上含まれている
ものが好ましく、特に好ましくは５０重量％以上であ
る。乾式離解を行った機械パルプが不透明度の向上に及
ぼす影響は２０重量％以上でより顕著に示すため、含有
率が２０重量％未満では不透明度の安定した上昇は得ら
れない。

【００１２】本発明の乾式離解で処理されるパルプとし
ては、機械パルプ由来の古紙をそのまま使用しても良
く、あるいは前処理として、粗選−精選処理を行ったも
のや混練等の機械的分散処理を行ったもの、または本処
理の初期において機械的分散処理を行ったものであって
も良い。

【００１３】乾式離解時のパルプ濃度は７０％以上が好
ましく、特に好ましくは９０％以上である。パルプ濃度
が７０％未満での離解では水が繊維と離解機との間の緩
衝材として働き、良好な離解ならびに不透明度の高いパ
ルプが得られない。

【００１４】乾式離解に用いられる離解または解繊装置
としては各種の機械が実在しているが、たとえば砕木パ
ルプの製造に用いるレファイナー、また、牛乳パック等
の高分子フィルムと木繊維とを分離するのに効果がある
アイン・エンジニアリング社の乾式離解装置（商品名：
クリーニングセパレーター）、さらに神戸製鋼所社製
（商品名：エコパルパー）の乾式離解装置等がある。こ
れらの装置のうち、パルプ濃度７０％以上で紙から単も
しくは数本からなる繊維を取り出せる装置であればよ
く、その他のタイプでも特にこだわる必要はない。ただ
し、注意すべき事項として乾式離解は古紙から繊維を取
り出す手法であるゆえ、繊維の劣化は最小限に抑えたい
のでレファイナー等の使用の場合にはクリアランスを広
くするなどの工夫が必要となる。

【００１５】乾式離解処理での処理時間としては、離解
されるのに十分な時間があればよく、例えばアイン・エ
ンジニアリング社製の乾式離解で有れば１〜２分程度の
撹拌で、また、レファイナーで有れば１回通し程度で十
分な離解パルプを得られる。

【００１６】乾式離解処理後のパルプはパルプ濃度２０
％以下で湿式離解処理されることが好ましく、特に好ま
しくは１０％以下のパルプ濃度が選択される。２０％を
超えるパルプ濃度で離解を行うと繊維同士が複雑に絡み
合い、例えば繊維が玉状の形状のまま最終段まで残り、
完成後の強度の低下または外見が著しく悪いパルプにな
る。

【００１７】湿式離解処理後のパルプは次いで後工程の
脱墨処理として熟成処理されるが、熟成工程での処理時
間は、処理の際に過酸化水素が完全に消費すると白色度
が低下するので３０分〜２０時間が好ましく、特に好ま
しくは６０分〜１８０分である。熟成時間が３０分未満
だと白色度の上昇が小さく、２０時間を越える処理時間
の場合には過酸化水素を完全に消費するため色戻りと称
する白色度の低下が見られる場合がある。なお、実在の
プラントにおいてはアルカリと過酸化水素が添加されて
から洗浄または希釈工程の地点までに要した時間の合計
を熟成工程処理時間とする。

【００１８】熟成処理の処理温度は３０〜９０℃が好ま
しく、特に好ましくは４０〜７０℃である。３０℃より
低いと反応が遅くなり、熟成時間がいたずらに長くな
り、さらに前段からの温度冷却に多大なエネルギーを必
要とするため設備的にもエネルギー的にも好ましくな
い。一方、９０℃を越えると過酸化水素の分解反応が大
きくなり、無駄な過酸化水素消費が、また、高温反応や
過酸化水素分解に伴うパルプ強度の低下がおこる。

【００１９】熟成処理工程のパルプ濃度は５〜４０％、
より好ましくは１０〜２５％の中、高濃度領域から選択
される。５％未満の場合、薬液とパルプの反応効率が悪
くなる。一方、４０％を越えると薬液との混合が悪くな
り均一な反応が困難となる。

【００２０】同工程で用いられるアルカリ薬品としては
一般的な苛性ソーダ、珪酸ソーダが挙げられるが、もち
ろんアルカリ性を示す薬品であれば特に限定はしない。

【００２１】本発明に於ける熟成処理工程での過酸化水
素の添加率はアルカリによる色戻り防止に作用できる量
さえ含まれれば特に限定するものではなく、漂白作用を
加味した場合の完成パルプの白色度の度合いによって適
宜選択すればよいが、完成パルプの粘度保持の点から、
過酸化水素添加率は対絶乾パルプ０．１〜４．０％が好
ましい。また、アルカリの添加量は原料となる古紙のｐ
Ｈによって大きく異なるので反応初期のｐＨが通常の過
酸化水素漂白で用いられる範囲である９〜１１．５程度
に保つことができる添加量から選択される。

【００２２】さらに本発明に於ける脱墨工程（脱インキ
工程）の方法としては、紙パルプ技術協会発行の紙パル
プ技術便覧（第５版１９９２年）１５２頁〜１５８頁に
記載されている洗浄法、フローテーション法から選択さ
れる。洗浄法はサクションフィルター等の置換洗浄、エ
キストラクター等の希釈・脱水洗浄、スクリュープレス
等のプレス洗浄の３つに大別され、細かいインキの除去
に有効である。フローテーション法では洗浄法で除ける
インキより大きなインキの除去、並びに節水に有効であ
る。

【００２３】例えば浮選処理（フローテーション処理）
を適用した場合について、詳細を述べると一般にフロー
テーターと称する機器を用いて処理される。この場合の
処理条件として、パルプ濃度は０．８％〜１．４％が好
ましい。１．４％を越える濃度の場合、散気管等から吹
き込んだ空気にインキがのらず、脱墨性が著しく低下す
る。一方、０．８％未満の薄いパルプ濃度では脱墨性が
平衡状態にあるため生産効率が悪くなる。

【００２４】また、浮選処理工程での温度は２０〜６０
℃の範囲から選択されることが好ましい。２０℃未満の
温度ではインキの剥離が弱く脱墨性が弱く。一方、６０
℃を越えると発泡がコントロールできないため好ましく
ない。

【００２５】以上のように、従来の不透明度を向上させ
る方法においては、顔料や填料等を添加することによっ
て完成した紙の不透明度を向上させるのに対し、本発明
においては乾式離解を行うことによって繊維自体を改質
し、繊維単独で不透明度の向上を付与させることを特徴
としている。

【００２６】乾式離解によって不透明度が向上する理由
については、充分に判明していないが、乾式離解によっ
て繊維の単繊維化が進む際に繊維表面の角質化が起こ
り、その結果、繊維の散乱能が向上するためと推定され
る。また、不透明度の上昇は脱リグニンの進んだケミカ
ルパルプよりメカニカルパルプの方がより顕著であるこ
とから、リグニン等の関与の可能性もある。

【００２７】このようにして処理される古紙再生法シー
ケンスとしては、乾式離解にて離解処理したパルプにつ
いて、例えば混練処理（ニーディング処理またはディス
パーザー処理）等を組み合わせたシーケンスも挙げられ
る。さらに、薬品の減添及びパルプ品質の改良を目的と
して漂白工程の一部にセルラーゼまたはヘミセルラーゼ
等の酵素処理段を設けても良い。

【００２８】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、勿論本発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。又実施例及び比較例内の添加
率は対絶乾パルプあたりの重量％示す。

【００２９】実施例１ （１）乾式離解処理：メカニカルパルプを２０重量％以
上含み、かつ、パルプの固形分が９３％である背糊付雑
誌古紙（少年ジャンプ誌）の背糊部分を除いた後６ｍｍ
×１２ｍｍに裁断する。裁断したサンプル２００ｇを乾
式離解装置（クリーニングセパレーター）に投入し、約
２分間装置内を循環させて２ｍｍのメッシュを通過した
乾式離解パルプ１９８ｇを得た。湿式離解処理：乾式離
解後のパルプ４０ｇをパルプ濃度２％に希釈し、Ｔａｐ
ｐｉ離解機を用いて３０℃にて１０分間離解を行った。
離解後、パルプ濃度３０％まで遠心脱水を行い供試パル
プとした。 （２）熟成処理：ポリ袋に供試パルプを５０ｇとり、
次いで水と薬液（苛性ソーダ０．６％、過酸化水素１．
０％）を添加し、パルプ濃度２５％にする。のパル
プをよく手で撹拌を行うサンプルの入ったポリ袋を７
０℃のウォーターバス中に入れて２時間保持し、熟成を
行った。 （３）混練処理：熟成後のパルプについて、引き続き二
軸式ニーダー（山本百馬製作所製）を用いて混練処理を
行った。混練処理条件としてはパルプ濃度２５％、３０
℃で２回通しを行った。 （４）浮選処理：混練処理後のパルプをイオン交換水で
１．２％に希釈後、フローテーター（共伸産業社製）に
投入し、次いでノニオン系の脱墨剤ＤＩ１０２０（花王
社製）を固形分濃度で０．３％、発泡剤としてアニオン
系ＤＩ３７０（花王社製）を固形分濃度で０．０１％添
加した後、パルプ濃度が１．０％になるようイオン交換
水で調製した。パルプスラリー調整後、空気取り込み量
を２．６Ｌ／分で３０℃、１０分間浮選処理を行った。 （５）完成パルプ：浮選処理後パルプを４００メッシュ
ワイヤーで１５％に脱水、さらに１％に希釈した後２５
％に脱水し、完成パルプとした。

【００３０】実施例２ 乾式離解後のパルプスラリー希釈濃度を１０％にし、高
濃度離解機（熊谷理機社製）を用いて離解を行った以外
は実施例１と同様にして、完成サンプルを得た。

【００３１】実施例３ 乾式離解後のパルプスラリー希釈濃度を１７％にした以
外は実施例２と同様にして、完成サンプルを得た。

【００３２】実施例４ 白色度５３．３％のサーモメカニカルパルプ（以下ＴＭ
Ｐと略す）２５重量％と白色度５２．９％の針葉樹由来
の漂白クラフトパルプ（以下ＮＢＫＰと略す）７５重量
％を混合した後、米坪１００ｇの紙を抄き、固形分濃度
７９重量％まで乾燥したシートについて乾式離解を行っ
た以外は実施例１と同様に処理して、完成サンプルを得
た。

【００３３】比較例１ 実施例１で用いた背糊付雑誌古紙の背糊部分を除いたサ
ンプルを６ｍｍ×１２ｍｍに裁断する。裁断したサンプ
ル４０ｇをパルプ濃度２％に希釈し、Ｔａｐｐｉ離解機
を用いて３０℃にて１０分間離解を行った（以下、紙の
形状から水を介してパルプ繊維を取り出す工程を乾式離
解と対比させるため便宜上湿式離解という）。離解後、
パルプ濃度３０％まで遠心脱水を行い供試パルプとし、
乾式離解した以外は実施例１と同様に処理して、完成サ
ンプルを得た。

【００３４】比較例２ 湿式離解時に苛性ソーダを対パルプ当たり０．５重量％
添加した以外は比較例１と同様に処理して、完成サンプ
ルを得た。

【００３５】比較例３ 湿式離解時のパルプ濃度を１６％にした以外は比較例２
と同様に処理して、完成サンプルを得た。

【００３６】比較例４ 乾式離解後のパルプ濃度を３０％に希釈した以外は実施
例３と同様に処理して、完成サンプルを得た。

【００３７】比較例５ ＴＭＰを１５重量％、ＮＢＫＰを８５重量％配合した以
外は実施例４と同様に処理して、完成サンプルを得た。

【００３８】比較例６ 乾式離解前の紙の固形分濃度を６２重量％にした以外は
実施例４と同様に処理して、完成サンプルを得た。

【００３９】

【表１】

【００４０】パルプ品質と強度の測定法について、白色
度についてはスガ試験機社製分光白色度測色計ＳＣ−１
０ＷＮを用いてＩＳＯ白色度ならびに米坪６０ｇでの不
透明度を求めた。引張強さはＪＩＳ Ｐ８１１３を用い
て裂断長として示した。引裂強さはＪＩＳ Ｐ８１１６
を用いて比引裂強さとして示した。なお、実施例１、
２、３、比較例１、２、３、４の完成パルプについては
ＰＦＩミルを用いてカナディアン・スタンダード・フリ
ーネス値（Ｃ．Ｓ．Ｆ）で３８０ｍｌに、実施例４、比
較例５、６については同様にＣ．Ｓ．Ｆで１５０ｍｌに
合わせた後、米坪６０ｇのシートを抄き、強度比較試験
を行った。

【００４１】表１から明らかなとおり本発明による古紙
処理パルプは顔料、填料の添加なしにも関わらず不透明
度が大きなパルプを得ることができる（実施例１〜
４）。これに対し乾式離解を行わず従来法に従い湿式離
解だけで離解を行ったパルプは不透明度が低い（比較例
１、２）。また、湿式離解時のパルプ濃度を従来法での
高濃度離解にした場合も不透明度の向上は認められない
（比較例３）。さらに、乾式離解を行った後でもパルプ
濃度を２０％以下まで希釈を行って、離解を行わないと
強度的に低いパルプになる（比較例４）。また、メカニ
カルパルプの含有率が低いと不透明度は低下する（比較
例５）。さらに、乾式離解時の固形分濃度が低いと不透
明度は低くなる（比較例６）。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
不透明度の高い脱墨パルプの製造方法によって、従来法
と比較した場合、高い不透明度と従来のパルプ品質を兼
ね備えたパルプの製造が可能となった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メカニカルパルプを２０重量％以上含む古
   紙を、パルプの固形分濃度が７０％以上で乾式離解処理
   を行い、ついで固形分濃度２０％以下で湿式離解処理を
   行い、さらに後工程として脱墨処理することを特徴とす
   る不透明度の高い脱墨パルプの製造方法。
2. 【請求項２】前記後工程の脱墨処理が熟成処理工程、浮
   選処理工程を有する請求項１記載の不透明度の高い脱墨
   パルプの製造方法。