JPH024717B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は古紙の再生方法に関し、さらに詳しく
は本発明は亜硫酸ソーダを使用することなく、蒸
解法により汚濁の発生量が少なく、したがつて排
水CODが極めて低く、かつ古紙の離解がよく、
古紙繊維の損傷が少ない高白度、高強度の再生パ
ルプを得る古紙の再生方法に関する。 〔従来技術およびその問題点〕 古紙は製紙原料として約40％に達し、原木と共
に重要なパルプ資源となつているが、最近の世界
的な原木事情の逼迫とエネルギーコストの上昇は
古紙再生の重要性を増大している。中でも印刷古
紙の脱インク再生は古紙の高度利用として注目さ
れ、効率的な脱インク技術の開発が強く要望され
ている。 従来行われている印刷古紙の代表的脱インク処
理方法は、(1)高温加圧蒸解法、(2)パルパー法の二
つである。このうち高温加圧蒸解法は古くから行
なわれている方法であり、球形の加圧釜に原料古
紙および、たとえば亜硫酸ソーダ、アルカリ剤、
界面活性剤からなる薬剤を入れ、高温、高圧（約
120℃〜150℃）に於いて釜を回転させながら蒸解
し、続いて離解処理を行つた後、異物除去のため
の徐塵をしたのち洗浄され、更に必要に応じ過酸
化水素、次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤により漂白
されて再生パルプとされる。 しかしこの方法の場合高温、高圧処理のため古
紙繊維の損傷が激しく、(1)紙力が低下する。(2)歩
留りが悪い。(3)排水CODが高い。又高温にする
ため、(4)エネルギーコストがかかる。(5)耐圧釜を
必要とするため装置コストがかかる。その他脱イ
ンク終了後高圧蒸気をブローする場合、騒音と悪
臭がひどくしばしば公害問題に発展する等種々の
欠点を有している。 特に排水COD規制に関しては年々厳しくなつ
ており、凝集沈澱処理だけで対処している工場の
場合排水COD対策は最重要テーマになつている。
従つてこれ等の欠点を改良するために蒸解温度を
下げる等の対策を実施するところが多くなつてき
た。しかし薬液としては一般に亜硫酸ソーダ２〜
３％、ソーダ灰0.5〜1.0％から成る薬液が使用さ
れていることから自ずと蒸解温度の低下にも限度
があり、100〜120℃が限度とされている。 蒸解温度をさらに下げた場合、インクの脱色が
不良となり脱墨不能になる。また古紙の離解性が
悪くなり末離解繊維が多量に発生する欠点があ
る。 したがつて亜硫酸ソーダを使用する限り低温蒸
解はできない。 一方、排水CODを低減させる方法として、従
来の亜硫酸ソーダのかわりに過炭酸ソーダを使用
する方法がある。（特開昭59−192792号公報）し
かし、この方法では蒸解温度は90〜180℃と依然
として高温であり、古紙繊維の損傷は避け難く、
離解性も悪い。また排水CODも思つた程低下し
ない。また、亜硫酸ソーダおよびハイドロサルフ
アイトを用いて古紙を蒸解する方法が知られてい
る（特開昭51−36362号公報）。この方法は公報の
記載から明らかに理解される様に、従来の高温加
圧蒸解法をそのまま適用し、薬剤として亜硫酸ソ
ーダとともにハイドロサルフアイトの様な還元漂
白剤を使用する方法であり、蒸解処理は従来の様
に高温、高圧で行うものである。 したがつて古紙繊維の損傷は避けられず、その
上排水汚濁量が多く排水CODが高い。 なお、特公昭51−36362号公報の記載に順じて、
亜硫酸ソーダ、ハイドロサルフアイトを用いて60
℃のごとき低温で蒸解処理した場合、後述の比較
例に示す様にハイドロサルフアイトによる漂白、
脱色の効果は一応認められるが、亜硫酸ソーダに
よる古紙蒸解法における古紙の離解作用および脱
墨作用は温度の影響が非常に大きいことから古紙
の離解性が著しく悪化しリジエクト率（末離解古
紙の量）が増加すると共に製品上の残インク率も
著しく増加する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記の如き従来の高温高圧下で実施
される蒸解法による古紙の脱墨、再生法にみられ
る短所に鑑み、蒸解法の長所を生かし、汚濁発生
量を少なくし排水CODを低下させ、かつ古紙の
離解性が良く、アルカリ性薬品に対して強い抵抗
を示すインクを用いた古紙からのインクの脱色に
すぐれた高白度、高強度の再生パルプを得ること
にある。 蒸解法による場合、汚濁の発生量を少なくし、
かつ高白度、高強度の再生古紙を得るためには、
先ず蒸解温度を下げて古紙繊維の損傷を最小限に
抑えることが必要である。 そこで、本発明者らは従来の加圧蒸解釜を使用
しかつ100℃より低い低温度でアルカリ剤と界面
活性剤を用いて、脱墨と繊維の離解を同時に達成
する方法について鋭意研究を行つた結果、アルカ
リによるインクの鹸化および界面活性剤による乳
化分散によりある程度繊維からインクを離脱分散
させると同時に、繊維を離解出来ることを知つ
た。しかし、アルカリだけでは多色印刷古紙に使
用しているアルカリ系薬品に対し強い抵抗を持つ
インクの除去は不充分であり、残色により着色し
た再生古紙が得られた。そこでこれらのインクの
除去のために多量のアルカリを使用した場合に
は、たとえ低温で蒸解しても古紙繊維の損傷が起
こり、また排水CODの上昇、歩留り低下、繊維
のアルカリ着色による白色度の低下が起こること
が判つた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者らは必要最小限のアルカリ剤
量で脱墨、離解を行うと同時に、亜二チオン酸塩
または二酸化チオ尿素の如き強還元剤を使用し、
アルカリ系薬品に対して強い抵抗を持つた着色イ
ンクの還元脱色と古紙繊維の漂白とを同時に行う
ことにより、従来の蒸解法に比べて著しく汚濁の
発生量も少なく、かつ高白度、高強度の再生パル
プを得ることができることを見出し本発明を完成
した。 すなわち、本発明は、亜硫酸ソーダを使用する
ことなく、亜二チオン酸塩または二酸化チオ尿素
のいずれか一種と、アルカリ剤とからなる薬剤を
使用し、さらに所望に応じ界面活性剤を添加し
て、古紙を低温にて蒸解する方法である。 本発明は蒸解処理すなわち脱墨温度を低温で行
うことが一つの特徴である。この蒸解処理温度と
しては、一般的には常温付近の温度から100℃ま
であるが、常温付近の温度では処理時間が長時間
となり、また使用されているインクの種類によつ
ては充分に脱色出来ない場合があり、必ずしも充
分でなく、一方、100℃に近い様な高温度ではア
ルカリ剤による着色が起こることがあり、これま
た好ましくないことがある。したがつて、通常は
40〜80℃の範囲であり、実際の蒸解処理工程時間
との関係および上記した点等から、50〜75℃程度
の範囲が好適である。また、処理時間について
は、古紙の種類、処理温度等によつて異なり一概
に決めることはできないが、たとえば通常の印刷
古紙では、処理温度が60℃の場合３〜５時間であ
る。また、本発明の方法は上記の様に低温で実施
されることから蒸解の釜圧は低く通常0.5Kg／cm²
前後である。 本発明において使用される亜二チオン酸塩は、
具体的には亜二チオン酸ソーダであり、ぎ酸ソー
ダ法によつて得られる亜二チオン酸ソーダ、ある
いはボロール法、すなわち水素化ホウ素ナトリウ
ム、荷性ソーダおよび重亜硫酸ソーダを反応させ
て得られる亜二チオン酸ソーダ、またはこれらの
亜二チオン酸ソーダを主成分とする配合品などが
あり、さらに亜二チオン酸塩のホルマリン付加物
（ロンガリツト）をも包含する。 本発明においては亜二チオン酸塩に代えて二酸
化チオ尿素、または二酸化チオ尿素を主成分とす
る配合品などが使用される。これら亜二チオン酸
塩および二酸化チオ尿素は、古紙の種類、処理温
度等によつて異なるが、一般的には、古紙絶乾重
量に対し0.2〜2.0％（wt）の範囲で使用される。 また、アルカリ剤としては、ナトリウム、カリ
ウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、カル
シウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土
類金属の水酸化物、炭酸塩およびケイ酸塩等であ
り、それぞれ単独または混合物で使用される。通
常使用されるアルカリ剤は、荷性ソーダ、炭酸ソ
ーダである。 アルカリ剤の使用量は、古紙の種類、処理温度
等によつて異なるが、一般的に古紙絶乾重量に対
し0.2〜2.0％（wt）の濃度範囲である。 また、本発明においてはさらに所望に応じ界面
活性剤が使用される。界面活性剤を使用すること
により、アルカリ剤の浸透性が良くなり、古紙の
離解性が向上すると共に、脱墨効果も向上するの
で、古紙の種類によつては界面活性剤を使用する
ことが好ましい。 この様な効果をもたらす界面活性剤としては、
通常脱墨に使用されているノニオン系、アニオン
系のものが挙げられ、ノニオン系界面活性剤とし
ては、たとえば、ポリオキシエチレンアルキルフ
エニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテルなどであり、アニオン系界面活性剤として
は、たとえば、脂肪酸石けん、アルキルベンセン
スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩な
どである。これらの界面活性剤の使用量は古紙絶
乾重量に対し0.05〜0.5％（wt）で使用されるの
が一般的である。 本発明において、古紙処理濃度としては、薬液
の浸透状態を考慮して一般には５〜40％、好まし
くは10〜30％とされる。 本発明の方法は、従来の高温加圧蒸解釜を使用
する方法がそのまま適用される。 ここで、本発明の方法に使用される薬剤を用い
た実施態様を簡単に説明すると、加圧蒸解釜に、
印刷古紙、清水または白水、アルカリ剤、さらに
所望に応じ界面活性剤を添加し、亜二チオン酸塩
または二酸化チオ尿素を順次投入し、蒸解釜を密
閉後回転させながら蒸気を導入して加温して蒸解
処理を開始し、所定温度に達した後蒸気の導入を
止め、さらに所定時間釜を回転させて蒸解を完了
する。 本発明の方法では、亜二チオン酸塩または二酸
化チオ尿素は、印刷古紙、清水または白水、アル
カリ剤と共に最初から使用してもよいが、これら
の薬剤は本来古紙およびインクとの反応速度が速
く、通常30〜60分で反応が完了する。しかし、40
℃より低い温度では反応性が不充分であり充分な
漂白、脱色の効果が発揮され難い。したがつて古
紙、アルカリ剤および水と共に最初から亜二チオ
ン酸塩または二酸化チオ尿素を添加した場合、古
紙およびインクが充分に軟化されていない状態で
反応が進行することになりロスが大きく、充分な
効果を発揮することができず、脱色が不充分とな
り、また未脱色インクが古紙に再度付着し製品の
白色度低下、色調悪化を来す場合がある。 したがつて、亜二チオン酸塩または二酸化チオ
尿素の効果を充分に発揮させるには、40〜80℃の
範囲の所定の蒸解処理温度に達した後、蒸解処理
終了30分前までの間にこれらを添加することが好
ましい。 以上の様にして蒸解釜で脱墨された古紙は釜下
のピツトに排出され、清水または白水にて古紙濃
度２％前後に希釈される。つづいて離解処理され
た後、フローテーターまたはウオツシヤーにより
古紙とインクが分離される。その後、常法により
次亜塩素酸ソーダまたは過酸化水素にて漂白した
後、再度ウオツシヤー、スクリーンにより異物を
除去した後チエストに送られ脱墨および漂白は完
了する。 〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、従来法に比べて著しく
低温で処理出来ることから繊維の損傷が少なく、
このため(1)紙力が向上し抄紙機、加工機等におけ
る紙切れが著しく減少し作業性が向上する。 (2)最近の排水規制の強化により凝集沈澱処理だ
けでは対応しきれなくなつてきているが、本発明
によれば汚濁発生量が著しく減少するため、排水
中のCODが低く、多大な投資も必要でなく又増
産も可能となる。(3)歩留りが向上する。(4)白度が
向上する。(5)さらに従来の高温、高圧法の場合、
蒸解終了後加圧蒸気をブローする必要があり、こ
の時の騒音と悪臭がひどく、公害の原因となつて
いるが、本発明の方法の場合、40〜80℃の様な低
温で蒸解処理を行うことからこれらの問題が全く
発生しない。 さらに、本発明の方法の場合は従来方法に比べ
著しく低温で蒸解できることからエネルギーコス
ト（蒸気コスト）が従来法の1/2〜1/3に節減でき
る。以上のように本発明の方法によれば、再生古
紙の品質の向上と公害問題の解決を同時に達成す
ることができ、かつ経済的にも有利に実施するこ
とができ、工業的に極めて意義ある方法である。 次に発明の実施例を比較例と共に記す。 実施例、比較例において、白色度はJIS P8123
により、色調は色差計（東京電色(株)）により測定
した。〔Ｌは明度、ａは（＋）赤味、（−）は緑
味、ｂは（＋）黄味、（−）は青味をそれぞれ示
す。〕破裂強さはJIS Ｐ 8112により、CODは
JIS Ｋ 0102の試験法によりそれぞれ測定した。
残インク面積率は一定の範囲内に占めるインク面
積を％で表したものである。また、以下の例で示
す薬剤の添加量は古紙絶乾重量に対する重量％で
示した。 実施例１、および比較例１ 回転式蒸解釜に色土古紙および模造古紙を７：
３の割合で投入した後、処理濃度30％になる様に
清水を注入した。次いでNaOH １％、Na₂CO₃
0.5％および亜二チオン酸ソーダ0.5％を順次投入
し、密閉した後蒸気（約0.5Kg／cm²）を通気しな
がら１回転／分の割合で釜を回転させた。温度が
60℃に達したところで（約２時間経過後）蒸気の
通気を止め、引続き約３時間回転を行つた。蒸解
処理に要したトータル時間は約５時間であつた。 蒸解終了後、処理した古紙をチエストに排出
し、白水にて古紙濃度約２％に希釈した。次いで
離解機、スクリーン、洗浄機を通した後、古紙濃
度10％に脱水し、NaClO １％（有効塩素とし
て）、常温、３時間の条件にて漂白し、さらに、
洗浄、スクリーンにて異物を除去し古紙再生パル
プを得た。なお、比較のために従来法による蒸解
を行つた。（比較例１）実施例１と同様な蒸解釜
に古紙、水を投入した後、Na₂SO₃ 2.6％、
Na₂CO₃ 0.25％を投入し、密閉した後蒸気（約３
Kg／cm²）を約３時間、釜を回転させながら通気し
た後、蒸気の通気を止め引続き２時間回転を行つ
て蒸解を完了した。その後の操作は実施例１と同
様に行つて古紙再生パルプを得た。この結果を表
１に示す。 実施例 ２ 実施例１の亜二チオン酸ソーダの代わりに二酸
化チオ尿素0.3％を使用した以外は実施例１と同
様に実施した。この結果を表１に示す。 実施例 ３ 実施例１において、亜二チオン酸ソーダの投入
時期を蒸解終了１時間前に行つた以外は実施例１
と同様に実施した。結果を表１に示す。

【表】

【表】 実施例４および比較例２ 実施例１および比較例１におけるそれぞれの薬
剤に、さらにポリオキシエチレンアルキルフエニ
ルエーテル（商品名 エスノーン HU100 里
田化工(株)製）を0.2％添加した以外は実施例１お
よび比較例１と同様に実施した。この結果を表２
に示す。

【表】

【表】 比較例 ３および４ 従来法（特公昭51−36362号公報に記載の実施
例１の方法）および本発明と同様に低温とした以
外は特公昭51−36362号公報の記載に準じた方法
により実施した。すなわち、実施例１と同様な蒸
解釜に古紙、水を投入した後Na₂SO₃ 5.0％、ト
リポリリン酸ソーダ1.0％、亜二チオン酸ソーダ
2.0％を順次投入した後、密閉し釜を回転しなが
ら５Kg／cm²（高温）または0.5Kg／cm²（低温）の
蒸気を３時間または１時間通気した。その後蒸気
の通気を止め引続き２時間または４時間回転し蒸
解を終了した。その後の操作は実施例１と同様に
行つた。この結果を表３に示す。

【表】

【表】 実施例 ５ 実施例１において、亜二チオン酸ソーダの投入
時期を蒸解処理温度到達時点、蒸解処理の中間点
および蒸解終了30分前に行つた以外は実施例１と
同様に実施した。この結果を表４に示す。 実施例６および比較例５ 実施例１および実施例２における、亜二チオン
酸ソーダおよび二酸化チオ尿素の添加量を０〜２
％と変化させ、かつそれらの投入時期を蒸解終了
１時間前に行つた以外は実施例１と同様に実施し
た。結果を表５に示す。 実施例 ７ 実施例３の蒸解温度を常温（18℃）〜80℃と変
化させた以外は実施例３と同様に実施した。この
結果を表６に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 亜二チオン酸塩とアルカリ剤、または二酸化
   チオ尿素とアルカリ剤とからなる薬剤を用い、亜
   硫酸ソーダを使用することなく、古紙を40〜80℃
   の温度で蒸解することを特徴とする古紙の再生方
   法。 ２ 上記薬剤に加え、さらに界面活性剤を添加す
   ることを特徴とする請求項第１項記載の方法。 ３ 亜二チオン酸塩または二酸化チオ尿素を、蒸
   解処理温度到達後、蒸解終了30分前までの間に添
   加することを特徴とする請求項第１項記載の方
   法。