JP3098021B2

JP3098021B2 - 高白色度古紙パルプの製造方

Info

Publication number: JP3098021B2
Application number: JP14991290A
Authority: JP
Inventors: 岩宏内本; 俊治弥富; 修野口
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: JPH0450391A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は印刷古紙特に新聞古紙より得られた脱墨パル
プ（以下DIPと略称）を更に漂白することにより得られ
る高白色度古紙パルプの製造方法に関する。

［従来の技術］従来より古紙は、木材より製造される木材パルプ（バ
ージンパルプと言われる）と並んで製紙原料の柱であ
り、段ボール古紙は主に段ボールに、新聞・雑誌類は主
に新聞紙や板紙の中、裏層のように、白色度がそれ程要
求されない分野に用いられていた。一般に新聞・雑誌を
始めとする印刷古紙を脱墨したDIPは白色度が低く、且
つ黄味を帯びているため、印刷紙やコピー紙に使用する
と下級紙のイメージを与えるので、どうしても使用分野
が制限されるのが実状であった。

しかしながら、近年のOA機器の発達によるOA紙需要、
これに伴なう古紙発生の激増は、社会問題にまで発展
し、OA紙を中心に広汎な分野での再生紙使用の要望が高
まって来ている。

従来から行われている古紙の脱墨は、まず印刷インキ
の繊維よりの脱離又は分散を主眼とするものであるが、
難脱離性のインキが残ると黒ひげとなり、インキが細か
く分散すると、全体がくすんでしまう。このようになる
と、脱墨剤と共に漂白剤を添加しようが、脱墨後に漂白
を行おうが漂白の効果が上らない。また、脱墨後の漂白
において、漂白剤を多量に添加し、無理に白色度を上げ
ようとしても、漂白の効果が悪いため、排水中のCCDが
増大して実用化は困難であった。近年オフセット印刷が
多くなり、オフセット印刷古紙のインキは難脱離性のた
め、種々の工夫が試みられているが、新聞古紙から高白
色度の古紙パルプを得ることは極めて困難で、これの解
決を求められていた。

［発明が解決しようとする課題］現状の出版物の傾向を見ると、従来からの文章主体の
雑誌は次第に縮小傾向にあり、世はあげてカラー化、ビ
ジュアル化の方向にある。この動向は印刷効果を上げる
ために、印刷紙はますます高白色度を要求され、白色度
の低い古紙パルプはますます見向きもされなくなるとい
う悪循環を生んできている。

そこで、古紙のDIPを漂白して白色度を上げようとし
ても先に述べたように、排水のCCDが増大し、排水設備
に巨額の設備投資を必要とするので採算が合わないとい
う問題がある。

また、現状の出版界のもう一つの傾向として、紙の色
目は黄味より青味が好まれるという傾向があり、現状の
漂白では薬品を多くしても黄味が強くなるので、高白色
度の古紙パルプを得ることはできなかった。

本発明者等は上述の古紙の有効利用、印刷紙の高白色
度化、排水負荷の軽減という相反する性能を満足させる
べく、鋭意研究の結果、本発明の完成をみたものであ
る。すなわち、本発明は上述の問題点を解消し、印刷古
紙特に新聞古紙より得られたDIPを更に漂白を行い、漂
白工程における排水負荷が軽減でき、しかも再生紙使用
増に対応できる高率配合可能な高白色度古紙パルプの製
造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明においては、印刷古紙から高白色度のパルプを
得る方法として、脱墨と漂白を同時に行う方法では、白
色度の向上に限界があるので、脱墨工程と漂白工程を完
全に分離する。まず脱墨工程ではこれまでの公知の技術
を駆使して、できるだけインキを除去して黒ひげ等の少
ないDIPを得る。次にこのDIPを漂白するに際し、高白色
度が得られ且つ排水CCDの少ない漂白条件として、下記
方法が優れていることを見出した。

すなわち、本発明は、印刷古紙を脱墨して得られた古
紙脱墨パルプを脱水し、更に（Ａ）一軸のローター周面
に送り刃と戻り刃が配置され、且つステーターの刃と各
刃間に充分な間隙を有した高速・高濃度ミキサーを使用
し、パルプ濃度25％以上で、パルプと酸化型漂白剤を常
温ないし加温下で混合する工程、（Ｂ）前記漂白剤が混
合されたパルプをパルプ濃度25％以上でソーキングして
漂白する工程、（Ｃ）前記Ｂ工程で漂白されたパルプを
更に、パルプ濃度８〜20％で還元型漂白剤としてホルム
アミジンスルフィン酸を使用して漂白する工程、という
（Ａ）〜（Ｃ）の工程により漂白して高白色度古紙パル
プを製造する方法ものである。

ホルムアミジンスルフィン酸を使用する還元漂白工程
は、温度50〜100℃で10〜90分漂白することを特徴とす
る。また印刷古紙が新聞古紙であることを特徴とするものであ
る。

これまで印刷古紙より高白色度のパルプを得ようとす
る試みは種々なされており、漂白剤を脱墨剤と共に使用
する方法もまた脱墨後に漂白することも知られている。
また、更に脱墨時にニーダー等で機械的処理を行うこと
も知られているが、これもオフセット印刷のような難脱
離性の印刷インキを機械的に繊維から引剥そうという目
的のためであって、漂白のためではない。

例えば特開昭54−120705号公報では第１段階で脱墨剤
と共にアルカリ添加し、３時間以上ソーキング後、繊維
から浮き上ったインキを引剥すために混合機（ミキサ
ー）又は捏和機（ニーダー）で攪拌処理を行うことによ
り黒ひげの減少をはかる脱墨方法を提案している。また
特開昭55−40850号公報ではオフセット古紙を含有した
印刷古紙に脱墨剤及び過酸化水素漂白剤を添加し、約15
％以上のパルプ濃度並びに5.0g/l（NaOHとして）以上の
アルカリ濃度において、ニーダー、ミキサー又はディス
パーザを使用し、加温下で圧縮力を与えながら機械的攪
拌を行う印刷古紙の脱墨方法を提案している。この提案
は脱墨と漂白を同時に行う際に、ニーダー、ミキサーな
どを使用するものであるが、その目的はインキを繊維か
ら引剥がすためであり、機械的処理後、ソーキング、フ
ローテーションと脱墨工程が続くものである。また、更
にその改良として特開昭63−28992号では機械的攪拌
後、ソーキングを行った後、再度機械的攪拌を行う印刷
古紙の脱墨方法を提案しているが、これも機械的処理後
にフローテーション工程が続くものであり、いずれもイ
ンキを繊維より引剥がすか、分散させることを主眼にし
ているもので、脱墨後のパルプを漂白して高白色度パル
プを得るものではない。

本発明においては、上述の酸化型漂白剤による漂白に
引きつづき還元型漂白剤であるホルムアミジンスルフィ
ン酸（以下FASと略称する）による漂白を行う。

従来からFAS使用の提案が知られ、特開昭61−194289
号は二酸化チオ尿素（FASと同一物）とアルカリ剤とか
らなる薬剤を用い古紙を40〜80℃の温度で蒸解する古紙
の再生方法であり、アルカリ剤に対して強い抵抗を持つ
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
ものであるが、処理温度60℃で３〜５時間と処理時間が
長い難点がある。また、特開昭62−276094号公報は、パ
ルプ着色された紙及び感圧複写紙（ノーカーボン紙）を
パルプ濃度２〜20％及び温度20〜80℃でFASを使用して
脱色する方法であるが、染料でパルプを着色した紙やノ
ーカーボン紙は通常の脱墨方法では効果がないため、FA
Sを使用して脱色するもので、印刷古紙を対象としたも
のではない。

以下、本発明の製造方法について説明する。

本発明者等は、まずDIPの酸化漂白について検討した
が、過酸化水素添加率を増加させると、白色度はある程
度上昇するものの、添加率増加と共に排水CODが急激に
増加し、実際に工業的に使用する訳にはいかない。

排水CCDを減少させるには、漂白時のパルプ濃度をで
きるだけ高濃度とし、排水中に溶出する成分を少なくす
るのが効果的であるが、漂白時のパルプ濃度と白色度の
関係を調べると、パルプ濃度を上げるに従って白色度は
向上するが、30〜40％と濃度を上げても白色度は上昇し
なくなる。

本発明者等は、これらの白色度上昇が飽和する原因は
パルプ濃度が高いことによるパルプ繊維と漂白剤との接
触が不充分である点に着目し、高濃度でも漂白剤を均一
にパルプに接触させる方法、即ち、DIPを脱水して25％
以上の高濃度とし、これに漂白剤を添加後、常温ないし
加温下で、１軸もしくは２軸の高速、高濃度ミキサー
（以下本発明では、一般にミキサー、プロセッサー等と
称されるミキシング用の機械を総称してミキサーと呼
ぶ）で漂白する方法を考えた。

通常脱墨工程で使用するミキサー、ニーダーは繊維よ
りインキを引剥がすため、パルプに圧縮力を与えるか、
繊維同志が適度の摩擦を受けることが望ましく、そのた
めには１軸又は２軸の刃間に適度の食い込みがあり、低
速で充分繊維に圧縮力もしくは摩擦を与えるニーダーか
ディスパーザー、２軸ミキサー等が使用され、且つ処理
温度も高温の方がインキが脱落しやすいので好ましいの
が普通である。

しかしながら、本発明においては繊維に圧縮力ないし
は摩擦を与えるのではなく、高濃度のパルプに漂白剤を
均一に混合することを目的としているので、使用するミ
キサーは繊維に摩擦を与えぬよう１軸又は２軸の刃間に
充分空間があり、且つ高速で回転して短時間で均一に混
合できるタイプが好ましい。

従って、１軸ならばローターに送り刃と戻し刃を有
し、且つステーターの刃との隙間が充分にとれ、高速回
転する１軸ミキサーであるマイカープロセッサ（石川島
産業機械（株）製）が最も好ましく、また２軸の刃間を
広くとれ高速回転が可能なフローターパルパーでもよ
い。更に処理温度もインキを剥がすことが目的ではない
ので、必ずしも高温である必要はなく、常温でも充分に
混合の効果は認められる。

既に述べたように、従来の漂白方法ではソーキング濃
度（ソーキング時のパルプ濃度）が20％で白色度の上昇
が止まるが、本発明ではソーキング濃度が25％〜30％も
しくはそれ以上でも白色度が増加することが分かった。

従って、本発明においては得られるDIPの白色度が同
一であれば、従来の漂白方法に比較してアルカリ使用
量、H₂O使用量を削減することができ、排水CODを半分に
減少することができる。

上述のようにDIPを酸化型漂白剤で漂白するに際し、
高濃度で高速ミキサー処理し、高濃度ソーキングすると
排水負荷を増大しないで白色度70以上の古紙パルプを得
られることが分かったが、これを更に高白色化するため
に還元型漂白剤を使用することが、本発明の特徴で、か
つ還元型漂白剤としてホルムアミジンスルフィン酸（FA
S）を使用するものである。

還元型漂白剤としては、通常ハイドロサルファイトが
使用されるが、この薬剤は酸化され易く、パルプ濃度が
高いと空気中の酸素に触れる機会が多くなり好ましくな
いので、通常４％程度のパルプ濃度で漂白される。この
ような薄い濃度だけ高白色度にするため、ハイドロサル
ファイトの添加量をふやそうとしても水量が多いため、
対パルプ量としてはそれ程多くすることはできず、白色
度の向上に限界があり、また漂白後色戻りも大きい。

そこで、本発明者等は、還元型漂白剤の一つとしてホ
ルムアミジンスルフィン酸（FAS）の利用を考えたので
ある。FASは別名二酸化チオ尿素とも称され、常温では
安定な白色粉末で還元性はないが、熱又はアルカリによ
り分解してスルフィン酸を発生させ、強力な還元力を発
揮する。従って、ハイドロサルファイトのように、酸化
分解のおそれもなく、FAS添加後、アルカリを添加し、
加温することによってハイドロサルファイトでは得られ
ない高白色度を得ることができる。

本発明において、DIPを酸化漂白したパルプを、更にF
ASにより還元漂白する条件は次の通りである。

即ち、FASはハイドロサルファイトより安定なため、
４％程度の低濃度とするより、パルプ濃度15％とした方
が白色度がより向上するが、濃度30％にすると低下する
ので、８〜20％が好ましい。高濃度にすると低下するの
は、ハイドロサルファイトと同じく空気酸化によるもの
で濃度30％でも空気を窒素で置換すると白色度の低下は
ない。

また、反応温度は40℃,60℃,80℃でテストした結果、
80℃が最も良好であるが、本発明では実用上50〜100℃
の範囲でよい。

反応時間は15分でかなり白色度が上昇し、60分で充分
白色度が上がり、24時間処理すると白色度が低下するの
で、10〜90分が好ましい範囲である。

FASで漂白したパルプは、H₂O₂漂白のパルプに比べ
て、青味の傾向で、現状の出版界の好みの傾向にマッチ
した高白色度のパルプを得ることができる。

本発明の高白色度古紙パルプを得る方法に用いるDIP
の原料となる印刷古紙は新聞古紙を対象とすると効果的
である。本発明の方法では、新聞古紙を脱墨したDIPを
更に漂白して白色度75以上の高白色度パルプが得られる
点に特徴があり、白色度の低い新聞古紙からこのような
高白色度パルプを得ることは従来なし得なかったことで
ある。

本発明の方法に用いるDIPは従来知られる脱墨方法に
より脱墨したDIPでよいが、できるだけ白色度の高いも
のが得られる脱墨方法で脱墨したDIPを用いた方が好ま
しいことは当然である。

［実施例］以下に本発明の実施例を示す。

DIPの調整新聞古紙を下記の従来の脱墨方法により脱墨した。オ
フセット印刷新聞古紙に水を加えて試験用パルパーで濃
度５％になるように離解し、古紙風乾重量に対し、NaOH
l％、Na₂SiO₃4％及び界面活性剤（東邦化学工業（株）F
T301 Ａ）0.3％を添加して攪拌した後、濃度20％に脱
水した。更にこれにNaOH2％、Na₂SiO₃6％及び界面活性
剤（前記FT301A）0.1％、H₂O₂（濃度60％として）２％
添加して温度45℃で１時間ソーキングを行った。

ソーキング後濃度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20分フローテーション処
理を行い、脱水してDIPを得た。得られたDIPの白色度は
62％％であった。

このDIPを用いて本発明の酸化漂白、還元漂白を行っ
た。

〔参考例１〕この参考例１は、以下の各実施例の前段処理に相当す
るもので、前記で得たDIPを濃度30％水系スラリーにし
て、H₂O₂をDIP（風乾）に対し、４％添加してマイカー
プロセッサ（石川島産業機械（株）製）を通過させて充
分混合させた後、ソーキング濃度30％で３時間漂白を行
った。排水のCOD及び得られた漂白後のDIPの白色度を表
に示す。

〔比較例１〕参考例１において、マイカープロセッサの代りに試験
用ニーダーを使用した以外は参考例１と全く同様にして
漂白したDIPを得た。

〔比較例２〕参考例１において、DIPのパルプ濃度を20％にして混
合と漂白を行った以外は参考例１と全く同様にして漂白
したDIPを得た。

〔実施例１〕参考例１で得られた酸化漂白したDIPをパルプ濃度15
％にして、FASをDIP（風乾重量）に対し0.5％添加し、
温度80℃で60分漂白を行い、還元漂白されたDIPを得
た。

〔実施例２〕参考例１で得られた酸化漂白したDIPを、実施例１に
おいて、FASをDIPに対し0.2％添加する以外は実施例１
と全く同様にして還元漂白されたDIPを得た。

〔実施例３〕参考例１において、パルプ濃度を25％にした以外は参
考例１と全く同様にして酸化漂白したDIPを得て、更に
このDIPを実施例１においてFAS添加量をDIPに対し0.2
％、パルプ濃度20％とした以外は実施例１と全く同様に
して還元漂白されたDIPを得た。

〔実施例４〕参考例１において、温度70℃でH₂O₂による漂白を行う
以外は、参考例１と全く同様にして酸化漂白したDIPを
得て、更にこのDIPを実施例１においてFAS添加量をDIP
に対し0.2％、パルプ濃度８％とした以外は実施例１と
全く同様にして還元漂白されたDIPを得た。

〔実施例５〕参考例１で得られた酸化漂白したDIPを、実施例１に
おいてFAS添加量をDIPに対し0.2％、温度40℃とした以
外は実施例１と全く同様にして還元漂白されたDIPを得
た。

〔実施例６〕参考例１で得られた酸化漂白したDIPを、実施例１に
おいてFAS添加量をDIPに対し0.2％、漂白時間を15分と
した以外は実施例１と全く同様にして還元漂白されたDI
Pを得た。

〔実施例７〕参考例１で得られた酸化漂白したDIPを、実施例１に
おいてFAS添加量をDIPに対し0.2％、漂白時間を180分と
した以外は実施例１と全く同様にして還元漂白されたDI
Pを得た。

〔比較例３〕参考例１で得られた酸化漂白したDIPを、実施例１に
おいて使用したFASの代りにナトリウムハイドロサルフ
ァイト（濃度４％）をDIPに対し１％添加し、温度50
℃、時間60分で還元漂白を行う以外は実施例１と全く同
様にして還元漂白されたDIPを得た。

〔比較例４〕参考例１と全く同様にして酸化漂白して得られたパル
プを、パルプ濃度を30％にして再び参考例１と全く同様
な手順で酸化漂白を行って、２段酸化漂白されたDIPを
得た。

比較例１、２、実施例１〜７及び比較例３、４で得ら
れた結果を表に示す。

［試験方法］排水COD JIS K0101によるパルプ白色度フォトボルト・メーターにより測定色調村上式色差計により測定表に示した結果によれば、本発明の酸化漂白方法を通
常の脱墨方法により得たDIPの漂白に適用（参考例１）
した結果、白色度76の比較的高白色度のパルプを得るこ
とができ、従来のニーダーで混合、漂白したもの（比較
例１）に比べて白色度が２ポイント向上し、しかも排水
CODが略半減した。

また、パルプ濃度を20％で深白を行うと（比較例２）
白色度がややさがる。

本発明方法により、前記の酸化漂白方法で漂白したDI
Pを更にFASにより還元漂白を行う（実施例１）とパルプ
白色度は81ポイントと80を越え、FAS添加量は0.2％（実
施例２）でも白色度80が得られ、パルプ濃度25％で酸化
漂白を行っても（実施例３）白色度79になる。

還元漂白のパルプ温度を８％（実施例４）で行うと、
実施例１や実施例２よりも白色度１ポイント下り、ま
た、還元漂白の温度を40℃にする（実施例５）と白色度
は３ポイント近く下るので、還元漂白のパルプ濃度は10
％以上、温度は50℃以上あることがより好ましい。

更に還元漂白の時間は15分（実施例６）で白色度79
で、10分以上が好ましいが180分（実施例７）と余り長
くすると白色度はむしろ低下するので、90分程度でとど
めておくことが好ましい。

参考例の酸化漂白を行ったDIPを、従来のハイドロサ
ルファイトで漂白（比較例３）を行った場合の白色度は
１ポイント程度の上昇にとどまる。また、参考例１の酸
化漂白を繰り返し２段で行う（比較例４）と、後段でFA
Sによる還元漂白を行う実施例１より白色度が低く、色
目も黄味で排水CODも多くなる。

［発明の効果］上記のように、本発明の製造方法は、印刷古紙特に新
聞古紙より得られたDIPを酸化漂白とFASによる還元漂白
を行って、漂白工程における排水負荷が軽減でき、しか
も再生紙使用増に対応できる高率配合可能な高白色度パ
ルプを得ることができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷古紙を脱墨して得られた古紙脱墨パル
プを脱水し、更に下記Ａ〜Ｃ工程により漂白することを
特徴とする高白色度古紙パルプの製造方法。（Ａ）一軸のローター周面に送り刃と戻り刃が配置さ
れ、且つステーターの刃と各刃間に充分な間隙を有した
高速・高濃度ミキサーを使用し、パルプ濃度25％以上
で、パルプと酸化型漂白剤を常温ないし加温下で混合す
る工程。（Ｂ）前記漂白剤が混合されたパルプをパルプ濃度25％
以上でソーキングして漂白する工程。（Ｃ）前記Ｂ工程で漂白されたパルプを更に、還元型漂
白剤としてホルムアミジンスルフィン酸を使用してパル
プ濃度８〜20％で漂白する工程。
【請求項２】前記ホルムアミジンスルフィン酸を使用す
る還元漂白工程は、温度50〜100℃で10〜90分漂白する
ことを特徴とする請求項１記載の高白色度古紙パルプの
製造方法。