JPH08127989A - 印刷古紙の脱インキ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】印刷古紙の脱インキにおいて、アルカリ薬品の
無駄をなくし、排水処理の負荷を軽減しつつ、白色度の
高いパルプを得る方法を提案する。 【構成】離解工程、濃縮工程、過酸化水素を併用するア
ルカリ浸漬工程、インキとパルプの分離工程を含む印刷
古紙の脱インキ方法において、離解工程でアルカリ薬品
を添加せず、界面活性剤から成る脱インキ剤及びキレー
ト剤を添加して離解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新聞、雑誌などの印刷
古紙の脱インキ方法に関するもので、特に、アルカリ浸
漬により高度の白色度を有する脱インキパルプを製造す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷古紙の脱インキは方法は、従来より
多数の方法が提案されているが、脱インキし難いオフセ
ット印刷古紙などを含むものから白色度の高いパルプを
得ようとする場合は、アルカリ浸漬工程が不可欠であ
る。アルカリ浸漬工程を含む脱インキ方法で現在採用さ
れている方法は以下の通りである。印刷古紙をパルパー
等の離解機でアルカリ性薬品およ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（以下、パ
ルプと略す）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
を行い、パルプ繊維を膨潤させ、印刷インキをパルプ繊
維から剥離し、フローテーション工程または洗浄工程
で、パルプ繊維と印刷インキを分離する。

【０００３】離解工程でのアルカリの添加は、上述のよ
うに後段のアルカリ浸漬工程の前処理として脱インキ効
果を高める目的で主として添加されており、アルカリに
よるパルプ繊維の膨潤効果、離解促進効果も多少期待さ
れているが、離解時間が短いことからもアルカリとして
の効果はそれほど大きくない。パルプの離解工程は比較
的低濃度である３〜７％のパルプ濃度で通常処理される
が、アルカリ浸漬工程は１０〜３５％のパルプ濃度で処
理されるため、アルカリ浸漬工程の前では脱水され、イ
ンク含量の多い該搾液は排水とされていた。よって薬品
の添加効果は低いにもかかわらず、排水処理負荷は高く
なっていた。また離解工程でアルカリを使用するため、
離解促進や脱インキに効果のあることで注目されている
酵素の利用にも様々な制限を与える状況となっていた。

【０００４】本発明者らは、これらの問題点を解除する
ため、特願平６−２５５１１１号で、「離解工程におい
てアルカリ性薬品を使用せずに界面活性剤からなる脱イ
ンキ剤のみを添加して離解することを特徴とする印刷古
紙の脱インキ方法」を提案した。この提案により、ア
ルカリ性薬品をアルカリ浸漬工程に集中して使用でき、
薬品の無駄が省ける、排水処理の負担が軽減する、
離解時点で酵素、還元漂白剤などの効率的な使用が可能
となる、などの効果があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アルカリ浸漬工程で高
いアルカリ濃度で処理することは、脱インキ性という点
では向上するが、一方で、アルカリによるパルプの黄変
（当業界でいう「アルカリ焼け」）という課題が残され
る。アルカリ焼けを防止する方法として、珪酸ソーダ、
過酸化水素を添加することが従来より通常行われてい
る。珪酸ソーダは緩衝剤としてＰＨを安定化させること
によりアルカリ焼けを防止する。また、過酸化水素の安
定剤としても寄与する。過酸化水素はアルカリにより分
解が促進され、パルプを漂白する。即ち、過剰のアルカ
リを消費してアルカリ焼けを防止すると共に、パルプを
酸化漂白して白色度を上げる働きをする。

【０００６】過酸化水素はアルカリ焼けの防止とパルプ
の漂白の効果があるが、重金属イオンが存在すると、こ
れと反応して過酸化水素が消費されてしまうため、アル
カリ浸漬工程において、重金属イオン封鎖剤としてキレ
ート剤を添加することが従来より一般的に行われている
（例えば、紙パルプ技術便覧第５版、特開平５−３３１
７８９号などを参照）。本発明者らの研究によれば、キ
レート剤の重金属封鎖の効果（過酸化水素の安定化効
果）は、アルカリ濃度が高い場合はその効力が下がるこ
ともあることが判明した。また、アルカリ浸漬工程の温
度が高い場合は重金属イオンによる過酸化水素の分解が
速まるという問題もある。本発明は、離解工程でアルカ
リ剤を使用せず、アルカリ浸漬工程で集中的にアルカリ
剤を使用した場合でも重金属イオンによる過酸化水素の
消費を防ぎ、過酸化水素の効果（アルカリ焼け防止、漂
白）を維持させること、また、アルカリ浸漬工程の温度
が高い場合でも過酸化水素の効果が発揮されるようにす
ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、下記の１０項目のいずれかの構成を採用
する。 （１）少なくとも離解工程、濃縮工程、過酸化水素を併
用するアルカリ浸漬工程、インキとパルプの分離工程、
を含む印刷古紙の脱インキ方法において、離解工程にお
いてアルカリ性薬品を使用せずに界面活性剤からなる脱
インキ剤及びキレート剤を添加して離解することを特徴
とする印刷古紙の脱インキ方法。 （２）離解工程をｐＨ４.５〜８.５で行なうことを特徴
とする（１）に記載の脱インキ方法。 （３）離解工程のパルプ濃度が１〜１０重量％であるこ
とを特徴とする（１）または（２）に記載の脱インキ方
法。 （４）アルカリ浸漬工程のパルプ濃度が１０〜３５重量
％であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに
記載の脱インキ方法。 （５）濃縮工程の後、アルカリ浸漬工程の前に、固形分
換算で対パルプ１〜４重量％の苛性ソーダおよび、ＪＩ
Ｓ３号珪酸ソーダ有姿換算で対パルプ２．５〜２０重量
％の珪酸ソーダを添加することを特徴とする（１）〜
（４）のいずれかに記載の脱インキ方法。 （６）苛性ソーダの添加量が固形分で対パルプ２〜４重
量％、珪酸ソーダの添加量がＪＩＳ３号珪酸ソーダ有姿
換算で５〜１５重量％であることを特徴とする（５）に
記載の脱インキ方法。 （７）離解工程で、ｐＨ４.５〜８.５を至適ｐＨとする
セルラーゼ及び／又はキシラナーゼ系酵素を添加するこ
とを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の脱イ
ンキ方法。 （８）アルカリ浸漬工程の処理温度が５５℃以上である
ことを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の脱
インキ方法。 （９）アルカリ浸漬工程における過酸化水素濃度が対パ
ルプ固形分で１〜５重量％であることを特徴とする
（１）〜（８）に記載の脱インキ方法。 （１０）離解工程で添加スルキレート剤がエチレンジア
ミンテトラ酢酸またはその塩（ＥＤＴＡ）、ジエチレン
トリアミノペンタ酢酸またはその塩（ＤＴＰＡ）、ヒド
ロキシエチレンジアミンテトラ酢酸またはその塩（ＨＥ
ＤＴＡ）、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリアミノペ
ンタリン酸、ジメチルグリオキシム、オキシン、ジチゾ
ンから選ばれた１種以上であることを特徴とする（１）
〜（９）のいずれかに記載の脱インキ方法。

【０００８】本発明が対象とする古紙は、新聞、チラ
シ、雑誌、書籍、事務用紙などの印刷古紙であり、ゼロ
ックスなどで複写された紙、レーザプリンターなどで印
字された紙も含む。

【０００９】本発明の離解工程のパルプ濃度は１〜１０
重量％、より好ましくは３〜７重量％である。また、離
解の処理温度は１５〜４０℃が好ましい。処理時間は、
３〜６０分であり、好ましくは５〜３０分である。本発
明では、離解工程での界面活性剤から成る脱インキ剤の
添加量は、特に制限はなく、公知の添加量でよく、具体
的には絶乾パルプに対して０．１〜１重量％程度添加さ
れる。

【００１０】脱インキ剤に使用する界面活性剤として
は、アニオン型、ノニオン型、両性型のいずれでも良
く、公知の脱インキ剤が使用できる。アニオン型として
は、カルボン酸型、硫酸エステル型、スルホン酸型、燐
酸エステル型が、ノニオン型としては、エーテル型、エ
ステル型、エーテル・エステル型、脂肪酸アルキロール
アマイド型が、両性型としては、アミノ酸型、ベタイン
型が夫々使用できる。

【００１１】離解工程で添加されるキレート剤は、金属
イオンと結合してキレート化合物形成するキレート試薬
である。具体的には、エチレンジアミンテトラ酢酸また
はその塩（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミノペンタ酢
酸またはその塩（ＤＴＰＡ）、ヒドロキシエチレンジア
ミンテトラ酢酸またはその塩（ＨＥＤＴＡ）、ニトリロ
トリ酢酸、ジエチレントリアミノペンタリン酸、ジメチ
ルグリオキシム、オキシン、ジチゾンなどが挙げられ
る。キレート剤は対乾燥パルプ重量で０．０１〜０．１
重量％程度の添加量が好ましい。

【００１２】濃縮工程はアルカリ浸漬工程の効率を上げ
るため、脱水して濃縮する工程であるが、同時に、脱水
される水と共に、剥離したインキが除去される。濃縮工
程ではパルプ固形分濃度として１０重量％以上に濃縮さ
れる。

【００１３】アルカリ浸漬工程は、濃縮工程後に、アル
カリ性薬品を添加して行われる。アルカリ性薬品として
は、苛性ソーダ、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、
炭酸ソーダ、珪酸ソーダなどが使用できるが、最も好ま
しくは、苛性ソーダと珪酸ソーダの併用である。アルカ
リ浸漬工程での苛性ソーダの添加率としては、純固形分
換算で、絶乾パルプに対して１重量％以上でよいが、好
ましくは２〜４重量％であり、珪酸ソーダの添加率は、
ＪＩＳ３号珪酸ソーダ有姿換算で２．５〜２０重量％で
良いが、好ましくは５〜１５重量％が望ましい。また、
アルカリ浸漬工程でのパルプ濃度は１０〜３５重量％が
好ましい。アルカリ浸漬工程には過酸化水素を添加し、
添加量は対パルプ固形分で０．５〜１０重量％が好まし
く、より好ましくは、１〜５重量％である。

【００１４】アルカリ浸漬工程の後は、フローテーショ
ン法または洗浄法により、インキをパルプから分離す
る。これらの方法も公知の方法が使用可能である。ま
た、必要に応じて、アルカリ浸漬工程の前に、薬品をミ
キシングする工程をおいても良く、アルカリ浸漬工程の
前または後に、ニーダー等の機械的力で、インキをパル
プから剥離させる工程を設けても良い。

【００１５】

【作用】前記構成に基づく作用は以下の通りと推定され
る。重金属イオンはパルプ、インキ、顔料等に結合また
は吸着または付着した形で存在し、また、水中でイオン
の形で存在する。具体的には、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｐｂなどのイオンである。キレート剤は水中の重金
属イオンを安定化するので、パルプ、インキ、顔料等の
表面の重金属イオンと水中の重金属イオンの平衡が移動
し、結果として、より多くの重金属イオンが水中でキレ
ート化合物として安定した状態で存在する状態となる。
そして、濃縮工程で水を排出する際に重金属イオンも系
外に除去され、アルカリ浸漬工程での系内の重金属イオ
ンの総量が減少する。従来の、アルカリ浸漬工程でキレ
ート剤を添加する方法では、一時的に金属イオンが封鎖
されるものの、アルカリ濃度が高い場合には、平衡がず
れて、重金属イオンが過酸化水素を消費してしまうもの
と考えられる。また、温度が高い場合には、重金属イオ
ンと過酸化水素の反応が促進してしまうものと推定され
る。本発明の方法では、重金属イオンが除去されて、系
内に存在する重金属イオンの絶対量が減少するので、上
記のような問題がなくなるものと推定される。本発明で
は、上記のように、アルカリ浸漬工程のアルカリ濃度や
温度が高い場合に従来法に比較して特に有効であるが、
系内の重金属イオンが除去されているので、アルカリ濃
度や温度が低い場合でも過酸化水素の安定化に有効であ
ることは言うまでもない。

【００１６】また、本発明で、離解工程が弱アルカリ〜
中性〜弱酸性であることも重要である。従来のアルカリ
剤を添加した離解工程でキレート剤を添加しても、本発
明と同等の効果は得られない。この現象も、アルカリ浸
漬工程における現象と同じく、ＰＨが１０以上のように
強いアルカリ性となると、金属イオンに対してＯＨ基の
配位結合が優勢になり、しかも、生成した水酸化物は重
合する傾向があるので、キレート剤がＯＨ基を押しのけ
て金属イオン金属イオンと結合し難くなるためと考えら
れる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、更に詳しく説
明する。実施例において、％は白色度以外すべて重量％
で表示した。脱インキパルプの評価は ＪＩＳ Ｐ−８１
２２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、フローテーターにより分離除去した、イ
ンキを主体とする分離物（フロス）の絶乾重量の原料印
刷古紙絶乾重量に対する重量比（フロス率）で評価し
た。

【００１８】＜実施例１＞オフセット印刷新聞古紙、活
版印刷新聞古紙、チラシ古紙からなる印刷古紙に水を加
えて、試験用パルパーで以下のような条件で離解し、濃
度２０％に脱水した。 パルプ濃度−−−−−−４．２重量％ 界面活性剤添加率−−−０．２５重量％（対パルプ、以
下同様） 界面活性剤はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル（エチレンオキシドのモル数 ｎ＝９） キレート剤−−−−−−０．０２重量％（中部キレスト
(株)製ＤＴＰＡ） 更に、アルカリ浸漬工程（ソーキング工程と同意義）と
して、以下の処理条件で実施した。 パルプ濃度−−−−−−−１５重量％ 処理時間−−−−−−−−−４時間 処理温度−−−−−−−−８０℃ 苛性ソーダ添加率−−−−２．８重量％（対パルプ、以
下同様） 珪酸ソーダ添加率−−−−１０重量％（対パルプ、ＪＩ
Ｓ３号珪曹換算の重量％、以下同様） 界面活性剤添加率−−−−０．０７重量％（界面活性剤
の種類は上記と同様） 過酸化水素添加率−−−−２．５重量％（純分換算、対
パルプ重量％、以下同様） このパルプ処理液を４％に希釈し、更に１％に希釈し、
試験用フローテーターを用いて 5 分間フローテーショ
ン処理を行い、浮上したインキを分離除去し脱水して得
られた脱インキパルプを、実施例１とした。

【００１９】＜実施例２＞実施例１の離解工程でのキレ
ート剤（ＤＴＰＡ）添加率以外は、実施例１と全く同様
に処理して得られた脱インキパルプを実施例２とした。 キレート剤添加率−−−−０．０５重量％

【００２０】＜実施例３＞実施例１の離解工程でのキレ
ート剤（ＤＴＰＡ）添加率以外は、実施例１と全く同様
に処理して得られた脱インキパルプを実施例３とした。 キレート剤添加率−−−−０．１０重量％

【００２１】＜実施例４＞実施例１の離解工程でのキレ
ート剤をＥＤＴＡに変更した以外は、実施例１と全く同
様に処理して得られた脱インキパルプを実施例４とし
た。 キレート剤添加率−−−−０．０２重量％（中部キレス
ト(株)製ＥＤＴＡ）

【００２２】＜実施例５＞実施例４の離解工程でのキレ
ート剤（ＥＤＴＡ）添加率以外は、実施例４と全く同様
に処理して得られた脱インキパルプを実施例５とした。 キレート剤添加率−−−−０．０５重量％

【００２３】＜実施例６＞実施例４の離解工程でのキレ
ート剤（ＥＤＴＡ）添加率以外は、実施例４と全く同様
に処理して得られた脱インキパルプを実施例６とした。 キレート剤添加率−−−−０．１０重量％

【００２４】＜実施例７＞実施例１の離解工程において
更に酵素を添加した外は実施例１と同様に処理して得ら
れた脱インキパルプを実施例７とした。 酵素添加率−−−−−−−０．０５重量％（対パルプ）
（ＧＥＮＥＮＣＯＲ（株）製ＰＥＲＧＡＬＡＳＥＡ４
０）

【００２５】＜比較例１：従来法＞実施例１の離解工程
及びアルカリ浸漬工程での添加薬品とその添加率を変更
した以外は、実施例１と全く同様に処理して得られた脱
インキパルプを比較例１とした。 離解工程（試験用パルパー） 苛性ソーダ添加率−−−０．８％ 珪酸ソーダ添加率−−−４％ 界面活性剤添加率−−−０．２５％ キレート剤−−−−−−なし アルカリ浸漬工程 苛性ソーダ添加率−−−２％ 珪酸ソーダ添加率−−−６％ 界面活性剤添加率−−−０．１４％ 過酸化水素添加率−−−２．５％

【００２６】＜比較例２：従来法＞比較例１において、
離解工程でキレート剤（ＤＴＰＡ）を対パルプ０．０２
重量％添加した外は比較例１と同様に処理して得られた
脱インキパルプを比較例２とした。

【００２７】＜比較例３＞実施例１の離解工程でキレー
ト剤を添加しなかった以外は、実施例１と全く同様に処
理して得られた脱インキパルプを比較例３とした。以上
の実施例、比較例の結果を表１にまとめて表示した。

【００２８】＜比較例４＞実施例１の離解工程でキレー
ト剤を添加せず、また、アルカリ浸漬工程でキレート剤
（ＤＴＰＡ）を対パルプ０．０２重量％添加した外は実
施例１と同様に処理して得られた脱インキパルプを比較
例４とした。 離解工程 パルプ濃度−−−−−−４．２重量％ 界面活性剤添加率−−−０．２５重量％ キレート剤−−−−−−なし アルカリ浸漬工程 パルプ濃度−−−−−−−１５重量％ 処理時間−−−−−−−−−４時間 処理温度−−−−−−−−８０℃ 苛性ソーダ添加率−−−−２．８重量％ 珪酸ソーダ添加率−−−−１０重量％ 界面活性剤添加率−−−−０．０７重量％ 過酸化水素添加率−−−−２．５重量％ キレート剤−−−−−−−０．０２重量％

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】以上、本発明について詳細に説明した
が、本発明により、過酸化水素を併用するアルカリ浸漬
工程を含む印刷古紙の脱インキ方法において、以下の効
果が達成された。 （１）重金属イオンがアルカリ浸漬工程以前に除去さ
れ、アルカリ浸漬工程における過酸化水素の効果（パル
プのアルカリ焼防止とパルプの漂白）が重金属イオンに
阻害されることなく維持される。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも離解工程、濃縮工程、過酸化水
   素を併用するアルカリ浸漬工程、インキとパルプの分離
   工程、を含む印刷古紙の脱インキ方法において、離解工
   程においてアルカリ性薬品を使用せずに界面活性剤から
   なる脱インキ剤及びキレート剤を添加して離解すること
   を特徴とする印刷古紙の脱インキ方法。
2. 【請求項２】離解工程をｐＨ４.５〜８.５で行なうこと
   を特徴とする請求項１記載の脱インキ方法。
3. 【請求項３】離解工程のパルプ濃度が１〜１０重量％で
   あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   脱インキ方法。
4. 【請求項４】アルカリ浸漬工程のパルプ濃度が１０〜３
   ５重量％であることを特徴とする請求項１〜請求項３の
   いずれかに記載の脱インキ方法。
5. 【請求項５】濃縮工程の後、アルカリ浸漬工程の前に、
   固形分換算で対パルプ１〜４重量％の苛性ソーダおよ
   び、ＪＩＳ３号珪酸ソーダ有姿換算で対パルプ２．５〜
   ２０重量％の珪酸ソーダを添加することを特徴とする請
   求項１〜請求項４のいずれかに記載の脱インキ方法。
6. 【請求項６】苛性ソーダの添加量が固形分で対パルプ２
   〜４重量％、珪酸ソーダの添加量がＪＩＳ３号珪酸ソー
   ダ有姿換算で５〜１５重量％であることを特徴とする請
   求項５に記載の脱インキ方法。
7. 【請求項７】離解工程で、ｐＨ４.５〜８.５を至適ｐＨ
   とするセルラーゼ及び／又はキシラナーゼ系酵素を添加
   することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに
   記載の脱インキ方法。
8. 【請求項８】アルカリ浸漬工程の処理温度が５５℃以上
   であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか
   に記載の脱インキ方法。
9. 【請求項９】アルカリ浸漬工程における過酸化水素濃度
   が対パルプ固形分で１〜５重量％であることを特徴とす
   る請求項１〜請求項８のいずれかに記載の脱インキ方
   法。
10. 【請求項１０】離解工程で添加スルキレート剤がエチレ
    ンジアミンテトラ酢酸またはその塩（ＥＤＴＡ）、ジエ
    チレントリアミノペンタ酢酸またはその塩（ＤＴＰ
    Ａ）、ヒドロキシエチレンジアミンテトラ酢酸またはそ
    の塩（ＨＥＤＴＡ）、ニトリロトリ酢酸、ジエチレント
    リアミノペンタリン酸、ジメチルグリオキシム、オキシ
    ン、ジチゾンから選ばれた１種以上であることを特徴と
    する請求項１〜請求項９のいずれかに記載の脱インキ方
    法。