JP2000265384A - 脱インキパルプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱インキパルプ製造における浸漬工程のｐＨ
条件を中性化して、排水負荷を軽減すると同時にインキ
の剥離性を維持した、アルカリ性薬品の処理の場合と同
等の白色度を有する脱インキ古紙パルプを製造する方法
を提供する。 【解決手段】 離解工程、浸漬工程及びフローテーショ
ン工程を含む印刷古紙の脱インキパルプの製造方法にお
いて、該浸漬工程が亜ジチオン酸塩の存在下で弱酸性か
ら中性にて行われ、該フローテーション工程がカチオン
性凝集剤の存在下で行われることを特徴とする脱インキ
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】本発明は脱インキパルプの製
造方法に関し、さらに詳しくは、印刷古紙から脱インキ
パルプを製造する方法に係わり、特にフローテーション
工程を有する古紙パルプの脱インキ方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】印刷古紙から脱インキパルプを製造する
方法には、一般に印刷古紙の離解工程とアルカリ浸漬工
程を経由し、フローテーター等でパルプとインキを分離
する方法が多く用いられる。即ち、係る一般脱インキ法
では、印刷古紙をパルパー等の離解機でアルカリ性薬品
及び界面活性剤よりなる脱インキ剤と共に離解したのち
古紙パルプとし、該パルプにさらにアルカリ性薬品、過
酸化水素および界面活性剤を添加してアルカリ浸漬（ア
ルカリソーキング）を行い、パルプ繊維を膨潤させ、イ
ンキを分離する。次に、フローテーション工程では気泡
にインキ粒子を付着、浮上させてインキ粒子をパルプか
ら分離する。

【０００３】アルカリ浸漬工程は、古紙の離解工程の
後、アルカリ性薬品、過酸化水素および界面活性剤を添
加して１０〜３５％のパルプ濃度でアルカリ浸漬を行
い、パルプ繊維を膨潤させ、印刷インキをパルプ繊維か
ら剥離させている。しかし、該アルカリ浸漬処理を行な
うことにより、脱インキを促進するばかりでなく、クレ
ーやタルク、二酸化チタンなどの填料、デンプン、ポリ
ビニルアルコールなどの紙力増強剤、ラテックス、酸化
デンプン、炭酸カルシウムなどの塗工組成物および微細
繊維などが洗浄脱水処理などで排出されるばかりか、ア
ルカリによるパルプの膨潤溶解作用によりパルプの一部
が溶解するため、この排水中のＣＯＤ（化学的酸素要求
量）は１０００〜４０００ｐｐｍ、対生産パルプ重量あ
たり１〜４％に達する。そのため、脱インキ工程の排水
を公共用水域に放流する前には、大量に希釈または清澄
化する必要があり、凝集処理薬品や設備費、ランニング
コストがかかるという問題点があった。この排水負荷を
軽減する目的で、アルカリソーキング工程を弱アルカリ
性から弱酸性の中性領域の条件で実施しようとすると、
パルプ繊維の膨潤が十分でなく、印刷インキの剥離が不
十分となり、この工程の後に続くフローテーション工程
で印刷インキの浮上分離がしにくく、脱インキパルプの
白色度が上がらないといった品質上の問題点があった。

【０００４】さらに、パルプの過酸化水素漂白は、通常
ｐＨ９以上のアルカリ性で実施されているが、これは過
酸化水素がアルカリ性で活性化され、良好な漂白性が得
られるためとされており、浸漬工程におけるアルカリ性
薬品の使用は不可欠となっている。

【０００５】亜ジチオン酸塩を脱インキ促進剤として使
用する例は、特公平２−４７１７号公報、特開平７−１
４５５８３号公報があるが、これは苛性ソーダや炭酸ソ
ーダなどアルカリ剤を添加してアルカリ性下で浸漬を行
なっており、弱酸性から中性で浸漬を行うものではな
い。また、特開平３−２９４５８９号公報、特開平７−
２７９０７４号公報、特開平８−３５１８８号公報、特
開平１０−８３９１号公報などは、情報記録紙や上質古
紙の脱墨や酸化漂白を行った後に亜ジチオン酸塩を還元
漂白剤として使用するものである。従来の技術では、脱
墨・漂白工程として亜ジチオン酸塩を用いる場合には多
段漂白を行っており、漂白段として単独処理した場合、
十分な白色度を得ることができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】印刷古紙からインキを
除去し排水負荷を軽減したパルプを得ようとする場合、
アルカリソーキング工程を弱アルカリ性から弱酸性の中
性領域の条件で実施する必要があるが、通常の処理では
パルプ繊維の膨潤が十分でなく、印刷インキの剥離が不
十分となり問題となる。即ち、本発明は脱インキパルプ
製造における浸漬工程のｐＨ条件を中性化して、排水負
荷を軽減すると同時にインキの剥離性を維持した、アル
カリ性薬品の処理の場合と同等の白色度を有する脱イン
キ古紙パルプを製造する方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者等はアルカリ性薬品に代わるインキ剥離促
進剤について鋭意検討した。その結果、亜ジチオン酸塩
およびカチオン性凝集剤を用いることで、弱酸性から中
性の領域でも効果的に目的を達成できることを見出し
た。即ち、本発明は以下の発明を包含する。

【０００８】１．離解工程、浸漬工程及びフローテーシ
ョン工程を含む印刷古紙の脱インキパルプの製造方法に
おいて、該浸漬工程が亜ジチオン酸塩の存在下で弱酸性
から中性にて行われ、該フローテーション工程がカチオ
ン性凝集剤の存在下で行われることを特徴とする脱イン
キパルプの製造方法。

【０００９】２．弱酸性から中性のｐＨが４〜７である
ことを特徴とする前記記載の脱インキパルプの製造方
法。

【００１０】本発明による方法が、従来の方法より排水
負荷の少ない脱インキパルプが得られる理由について、
本発明者等は以下のように考えている。即ち、浸漬工程
におけるｐＨ条件を中性化することにより、アルカリ溶
出分が少なくなるため、排水負荷を増大させることなく
脱インキすることができる。亜ジチオン酸塩は中性領域
で漂白効果があり、アルカリ性で生じるリグニンの新し
い発色構造の顕在化、および既に顕在化している発色基
の反応性の低下を防止する効果がある。また、亜ジチオ
ン酸塩漂白は、アルカリ性下での過酸化水素の反応に比
べて比較的急速な反応なので、処理時間を短縮でき、さ
らにアルカリ性条件下における過酸化水素のようなパル
プの酸化分解も生じないため、パルプの強度低下を抑制
する効果も期待できる。

【００１１】また、弱酸性から中性での界面活性剤によ
るパルプからのインキ剥離・分散効果、およびディスパ
ージョンなどの機械的撹拌力による剥離・分散効果は微
細なインキ粒子を生じるため、剥離したインキ粒子等を
凝集させ、フローテーター処理の効率を高めるための何
らかの処理が必要であり、このような目的に適した薬
剤、即ち剥離したインキ粒子等を凝集させるための、界
面活性を有する化合物を添加し処理することが不可欠で
ある。本発明者等は、このような化合物としてカチオン
性を有する化合物が極めて好適であることを見出し、本
発明を完成するに至った。カチオン性を有する化合物が
効果的であることの理由としては、界面活性剤およびデ
ィスパージョンなどの機械的撹拌力によりパルプから剥
離・分散している微細なインキ粒子に、カチオン性凝集
剤が吸着することによってインキ自体の疎水性が強ま
り、インキ同士の凝集力、あるいはインキの泡への吸着
性が向上し、かつフローテーション処理に適した大きさ
の凝集体を生成するため、フローテーションにおいて極
めて効果的に除去されるためではないかと推測してい
る。この結果、従来のアルカリソーキング工程で添加し
ていたアルカリを添加せずに、従来とほぼ同様のパルプ
白色度が得られるとともに、排水中のアルカリ量が減少
するため有機物の溶出も少なくなり、排水負荷が低くな
るものと推定している。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明が対象としている古紙とし
ては、新聞紙、チラシ、雑誌、書籍、事務用紙、その他
複写機、ＯＡ機器から生ずる印刷紙などを含む。

【００１３】通常の脱インキパルプの製造においては、
古紙の離解工程の後、アルカリ性薬品、過酸化水素およ
び界面活性剤を添加して、一般的には１０〜３５重量％
のパルプ濃度でアルカリ浸漬を行い、次工程で該パルプ
を希釈してフローテーター等にかけられ（フローテーシ
ョン工程）パルプ繊維とインキを分離する方法がとられ
る。本発明の方法は、アルカリ浸漬工程の代わりに亜ジ
チオン酸塩による浸漬工程を設け、次工程のフローテー
ター前でカチオン性凝集剤を添加するもので、この場合
の工程の流れは、離解工程、浸漬工程、フローテーショ
ン工程の順となり、現有の設備をそのまま使用できる。

【００１４】本発明の浸漬工程のｐＨ条件は、亜ジチオ
ン酸塩存在下で弱酸性から中性において浸漬処理され
る。亜ジチオン酸塩はアルカリ性で強い還元能力を持つ
が、ｐＨ７以上ではリグニンの新しい発色構造の顕在
化、および既に顕在化している発色基の反応性の低下が
起こる可能性があり、さらにパルプのアルカリ性による
有機物の溶解が激しくなり排水負荷が増大するという問
題点もある。また、酸性側では反応速度は上昇するもの
の、亜ジチオン酸塩の無効分解の速度も増大するため、
処理ｐＨの範囲はｐＨ４〜７が適当であり、より好まし
くはｐＨ５〜６である。

【００１５】本発明の浸漬工程の処理時間は、１０〜１
００分、好ましくは３０〜６０分である。亜ジチオン酸
塩漂白は、アルカリ性下での過酸化水素の反応に比べて
比較的急速な反応なので、１００分以上処理してもそれ
以上の白色度向上は難しく、実用的ではない。

【００１６】本発明の浸漬工程のパルプ濃度は１〜３５
重量％、好ましくは３〜２０重量％、さらに好ましくは
３〜１０重量％である。パルプ濃度が２０〜３５重量％
の中濃度から高濃度の場合、パルプスラリー中の漂白薬
品濃度が高くなるため漂白効果は向上するが、亜ジチオ
ン酸塩などの還元漂白剤は空気により酸化されて無効分
解するため、撹拌器内の空気を窒素などに置換して無効
分解を防ぎ、かつ高濃度のため撹拌処理を強化する必要
がある。これらの条件を満たさない場合には、パルプ濃
度が１０重量％以下の低濃度で処理した方が、撹拌は容
易で亜ジチオン酸塩の分解も抑制できる。

【００１７】浸漬工程における亜ジチオン酸塩の添加率
は、絶乾パルプに対して０．１〜３重量％であり、好ま
しくは０．５〜２重量％、さらに好ましくは０．５〜１
重量％である。３重量％より多く添加した場合でもそれ
以上の白色度向上は難しく、逆に腐食性が強くなるため
操業上問題となる。

【００１８】本発明では、凝集剤としてカチオン性界面
活性剤を用いる。カチオン性界面活性剤としては、アミ
ン塩型、メチル型、ベンジル型、イミダゾリン型などが
挙げられるが、コストおよび操作性を考慮した場合、分
散したインキ粒子等のパルプへの再吸着性が比較的弱
い、第一アミン、第一アミン酢酸塩、第四級アンモニウ
ム塩などが好適である。

【００１９】これらのカチオン性界面活性剤の添加率
は、絶乾パルプに対して０．００５〜１重量％であり、
好ましくは０．００５〜０．７重量％、さらに好ましく
は０．０１〜０．５重量％である。カチオン性界面活性
剤は、添加率を増加することで白色度は向上するが、フ
ローテーターでのパルプの歩留まりが減少し、薬品コス
トもかかることから、０．５重量％以下が好ましい。

【００２０】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、実施例は本発明をなんら限定するものではな
い。本実施例中では、百分率（％）は白色度以外はすべ
て重量％を意味し、また、薬品添加率は、対絶乾パルプ
あたりの重量％で示した。脱インキパルプの品質は、Ｊ
ＩＳ Ｐ−８１２３の紙及びパルプのハンター白色度試
験方法によるパルプ白色度と、ＪＩＳ Ｐ−８１１３の
製紙用パルプの強さ試験法により同一フリーネスに叩解
したパルプシートによる裂断長、およびフローテーショ
ン後の脱水濾液中のＣＯＤで評価した。また、浸漬工程
前のｐＨを付記した。

【００２１】＜実施例１＞オフセット印刷新聞古紙７０
％、、チラシ古紙３０％からなる印刷古紙に３０℃の温
水を加えて、試験用パルパーで以下のような条件で離解
し、濃度１７％に脱水した。 パルプ濃度・・・・・・・・・・・・・・・・ ４ ％ 苛性ソーダ添加率・・・・・・・・・・ ０．５ ％ 界面活性剤添加率・・・・・・・・・・ ０．４％ （花王（株）社製ノニオン界面活性剤 ＤＩ−７６７） 次に、パルプ濃度を３０℃の温水で５％に希釈した後、
硫酸でｐＨ６に調整し、浸漬工程として、以下の条件で
上記パルプを処理した。 パルプ濃度・・・・・・・・・・・・・・・・ ５ ％ 処理時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・ １ 時間 処理温度・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ６０ ℃ 亜ジチオン酸Ｎａ添加率・・・・ １ ％ 浸漬工程終了後、パルプ濃度を３０℃の温水で４％に希
釈し、ディスインテグレーターで２分間撹拌処理した。
次にパルプ濃度を１％に希釈した後、凝集剤としてテト
ラデシルアミンアセテートを絶乾パルプあたり純分換算
で０．１％添加し、、ラボ用フローテーターに入れ、１
２０Ｌ／ｈｒの空気流量で１０分間フローテーションす
る。フローテーションしたパルプスラリーをパルプ濃度
１０％に脱水したのち、パルプ濃度を０．５％に希釈
し、ＴＡＰＰＩ標準法により手抄シートを作成し、風乾
した。手抄シートはパルプ白色度、裂断長を測定し、実
施例１として表１に示した。

【００２２】＜比較例１＞実施例１において、古紙を離
解して１７％に脱水した後、亜ジチオン酸Ｎａによる浸
漬工程の代わりに、従来のアルカリソーキング工程とし
て以下の条件でパルプを処理し、カチオン性凝集剤を添
加せずフローテーション処理を行ったこと以外は実施例
１と同様に処理した。結果を比較例１として表１に示し
た。 パルプ濃度・・・・・・・・・・・・・・・・ １５ ％ 処理時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ２ 時間 処理温度・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ６０ ℃ 苛性ソーダ添加率・・・・・・・・・・ １ ％ 珪酸ソーダ添加率・・・・・・・・・・ ２ ％ （純分換算） 過酸化水素添加率・・・・・・・・・・ ０．５ ％ （純分換算） ＜比較例２＞実施例１において、フローテーション前に
カチオン性凝集剤を添加しなかった以外は実施例１と同
様に処理した。結果を比較例２として表１に示した。

【００２３】＜実施例２＞亜ジチオン酸Ｎａによる浸漬
工程においてｐＨを５とした他は、全て実施例１と同様
に処理した。結果を実施例２として表１に示した。 ＜実施例３＞亜ジチオン酸Ｎａによる浸漬工程において
ｐＨを４とした他は、全て実施例１と同様に処理した。
結果を実施例３として表１に示した。

【００２４】＜実施例４＞浸漬工程において、亜ジチオ
ン酸Ｎａの代わりに亜ジチオン酸Ｚｎとした他は、全て
実施例１と同様に処理した。結果を実施例４として表１
に示した。

【００２５】＜比較例３＞亜ジチオン酸Ｎａによる浸漬
工程においてｐＨを３とした他は、全て実施例１と同様
に処理した。結果を比較例３として表１に示した。 ＜比較例４＞亜ジチオン酸Ｎａによる浸漬工程において
苛性ソーダを添加しｐＨを８とした他は、全て実施例１
と同様に処理した。結果を比較例４として表１に示し
た。 ＜比較例５＞浸漬工程において、亜ジチオン酸Ｎａの代
わりに亜硫酸水素Ｎａとした他は、全て実施例１と同様
に処理した。結果を比較例５として表１に示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】以上、本発明について詳述したが、従来
のアルカリ浸漬工程で添加していたアルカリを添加する
ことなく印刷古紙を脱インキするこの発明の方法によ
り、従来とほぼ同様のパルプ白色度で、排水中への有機
物の溶出が少ない、排水負荷を軽減したパルプを製造す
ることができた。更に本発明は処理時間が短く、アルカ
リ薬品の影響がないためパルプ強度の低下もない。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】離解工程、浸漬工程及びフローテーション
   工程を含む印刷古紙の脱インキパルプの製造方法におい
   て、該浸漬工程が亜ジチオン酸塩の存在下で弱酸性から
   中性にて行われ、該フローテーション工程がカチオン性
   凝集剤の存在下で行われることを特徴とする脱インキパ
   ルプの製造方法。
2. 【請求項２】弱酸性から中性のｐＨが４〜７であること
   を特徴とする請求項１記載の脱インキパルプの製造方
   法。