JPH04263684A - 低温度による古紙の脱墨再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は，古紙の脱墨再生方法に関する。 詳しくは，蒸解法による蒸煮を行なうことなく，常温或
いは低温度でパルパーによる機械的な処理のため，汚濁
の発生量が少なく，排水ＣＯＤが低下し，従来法に比し
て，使用溶液の劣価が殆ど認められないので，再利用に
よって用水量，薬剤の節減，古紙の離解性，繊維の損傷
，強度，白度に対し優れた再生パルプを得ることが出来
る古紙の再生方法に関する。

【０００２】出願人は，原木と共に製紙原料である古紙
が重要なパルプ資源として，今後共世界的な環境保善の
関係と相俟って，逼迫する原料事情を鑑みると古紙再生
方法に対する緊要性が増大し，中でもエネルギーコスト
の上昇，脱墨再生による古紙利用度の向上などによる効
率的な技術の開発が要望される。我国の昭和４５年度に
於ける古紙消費量は，製紙原料の１／３即ち４７０万ｔ
ｏｎにも達している。

【０００３】従来，古紙のパルプ化には２つの撰択があ
り，その１つは，白色断ち落し古紙，損紙などを従前同
様品種の低料に還元する場合，または色調を問題とせず
に単純に離解再生する機械的処理工程による場合，２つ
は，各種印刷古紙等を脱インク処理をして白色紙料とす
る場合である。後者の場合，古紙の品質や条件によって
分類され，離解，除塵，洗浄，脱水または更に脱インク
，漂白などの作業工程によって行なわれる。印刷古紙の
処理方法として，従来行なわれてきた脱墨，脱インクは
，高温加圧釜蒸解法とパルパー法が代表的なものである
。このうち高温加圧釜蒸解法は，印刷インクの脱色手段
として薬品を用いて蒸煮する。蒸煮釜は円筒形固定式開
放釜または，球形或いは円筒形回転式加圧蒸煮釜を用い
て，約１２０〜１５０℃の高温高圧を使用する。

【０００４】また高温加圧蒸解釜或いはパルパーによっ
て低温処理温度は１５０〜１００℃未満のようである。 この蒸解釜に原料となる古紙及び薬品類，例えば，普通
アルカリ剤を入れて蒸解する。

【０００５】この目的は，古紙からロジン其の他のサイ
ズを除去すること，印刷インクを鹸化して顔料などを解
離させることにある。蒸解に引続き離解処理の後，徐塵
を行い，次に洗浄され，必要によって更に酸化剤を使用
して漂白し再生パルプとなる。

【０００６】然し，この場合インクの原料や種類によっ
て，離解，脱色再生に難易差がある。例えば，亜硫酸ソ
ーダ，アルカリ剤に，界面活性剤，脂肪酸などの助剤を
用いても困難に属するものがある。

【０００７】この方法について更に詳しくは，古紙蒸煮
に際し，普通ソーダ灰またはカセイソーダを用いるが，
その使用量は，脱墨，脱インクの容易なもの，サイズの
弱いものには２％内外，脱墨，脱インクの困難なもの或
いは強サイズのものは５％内外を使用して，液温９０〜
９７℃，蒸煮時間５〜１０時間の条件で行なう開放釜蒸
煮方法と，古紙蒸煮をすることによって，脱墨脱インク
と繊維の離解が同時作用となり，この蒸煮時間１〜１０
時間以内，圧力１．５〜４気圧で行なう回転釜蒸煮とが
ある。

【０００８】この場合，高温高圧を必要とするため古紙
繊維の損傷を生ずるほか，紙力の低下，歩留りの悪化，
排水ＣＯＤの上昇などがある。そのため蒸解温度を低下
させる必要があるが，これにも限度があって，１００な
いし１２０℃以下とした場合，脱墨脱インク不良となり
離解性も悪化し，未離解繊維を発生させ製品時点の残留
インク率も増加する。

【０００９】これに対して，別途パルパー法は，普通１
ｔｏｎ当り０．３５〜３ＨＰの動力を用いるパルパーで
古紙及び乾燥パルプの離解に使用されるが，離解作用は
，この機械の槽中に入れた水を攪拌することによって渦
流が発生し，槽中に仕込んだ古紙が水を含浸するととも
に，古紙相互間の摩擦によって離解目的を達することと
しているので，この場合の古紙繊維の損傷切断は，あま
りないようである。

【００１０】このパルパー処理は，通常古紙濃度１．５
〜４．５％で行なわれ，この処理時間に対する離解割合
は，古紙仕込後機械作動による１５分位いで離解は急速
に進み約８０％程度に達するけれども，それ以降は離解
能力が非常に緩慢となる。

【００１１】そこで特殊パルパーで処理するか，或いは
１０〜１５分位い処理した後排出して，デフレーカなど
次の機械を利用して離解することが行なわれる。パルパ
ーによる脱墨脱インク処理を行なう場合も，古紙の品質
により分類されて使用されるが，離解の困難なもの，ま
た，処理上問題のあるものは，前以て選別して除外され
，特殊な処理によって離解するか，取り除かれるかであ
る。

【００１２】離解困難な古紙については，従来（１）硫
酸バンドによる濃度０．５〜０．８％位いの熱水溶液に
古紙を２時間程度浸漬したのちパルパーで離解する。 （２）温度８０℃前後の熱水に硫酸バンドを加えてＰＨ
４程度の酸性液として，時間をかけてパルパーで離解す
る。（３）先に蒸煮釜を使用して古紙を仕込み，亜硫酸
ソーダまたは硫酸バンドを１％内外加えて，２時間程度
高温で加水分離後，パルパーで離解する。（４）特殊な
パルパー，リファイナー等を使用し，硫酸系薬品を添加
して高温下で機械的に離解する。（５）スルファミン酸
を使用し，ＰＨ４〜４．２位いとしパルパーあるいは蒸
煮釜で温度９０℃，約２０分間処理して離解する。

【００１３】これらの方法によっても，微粒となった有
色物が霜降り状に混入する問題を起こすことがある。古
紙の脱墨脱インク手段として，まづ古紙の離解から始ま
り，印刷インクを鹸化し，顔料など有色物と繊維を分離
したのち，紙繊維を集めて漂白し，洗浄脱水することで
ある。

【００１４】現今，印刷古紙の種類は多岐に渉り，イン
クの性質もまた種々である。脱インクを遂行するための
鹸化には加熱が必要であるが，古紙の種類によって用い
るべき温度，薬品を選定する。即ち，下級古紙と称する
砕木パルプは黄色化し易いので，高温を利用できず５０
℃未満となり，アルカリ剤を避ける。

【００１５】上級古紙はアルカリ剤を用いて高温を使用
することが可能である。前述の如く，脱インク処理は高
温または高圧によっての方法は諸種の問題点を有してい
る。これらを改良するために蒸解温度を下げるなど離解
，脱色方法について，対策が必要とされる。

【００１６】本発明は，高温または高温高圧で行なう蒸
解法によって処理される古紙の脱墨脱インク再生法の問
題点を改良し，古紙の離解性，脱色性を向上し，汚濁発
生量の抑制，排水ＣＯＤを低下させるとともに，白色度
，強度の高い再生パルプを得ることにある。

【００１７】出願人は，以上の理由からパルパー法を用
いて，低温度（５０℃未満）と室温の２つを採用して，
アルカリ剤，ハイドロサルファイトナトリウム，界面活
性剤を配合して，離解，脱墨，漂白を達成する目的で究
明した結果，インクのベヒクルに作用する鹸化状態，界
面活性剤の乳化分散など，ある程度の離解，分散，脱色
が可能であった。

【００１８】然し，古紙の品質，インクの種類などを無
差別に取扱った多色印刷古紙に対し，此の種の薬剤によ
って除去することは不充分であって，残留した色素によ
る再着色などもあって，目的とする古紙の再生が得られ
なかった。

【００１９】このような場合，脱インクのため多量なア
ルカリ剤の使用は，紙繊維の損傷，歩留りの低下，アル
カリ剤による着色，排水ＣＯＤの上昇などの欠点が起っ
た。

【００２０】このような問題解消のため，出願人は，有
効最小限度のアルカリ剤と界面活性剤で離解を促進する
と同時に，インクの鹸化作用はアルカリ剤，界面活性剤
の乳化分散だけでは不充分で，脱インク効果と再着色を
防止するため，グリセリン系溶剤，アルコール系溶剤，
炭素系溶剤，界面活性剤等の配合薬剤による還元脱色を
行なうことによって，従来の蒸煮法と比較して，処理時
間の短縮，汚濁発生量の減少，歩留りの向上，紙力強度
及び白色度の優れた再生パルプが得られることを見出し
た。

【００２１】要約すれば，本発明はパルパーを使用して
，エチレングリコールまたはグリセリンと，無水アルコ
ール或はメタノールまたはエタノールに，炭素溶剤及び
界面活性剤を配合した薬剤からなるものに，アルカリ剤
を添加して，低温度水或いは室温水を用いて脱墨脱イン
クを行なう方法である。

【００２２】此の処理方法では，離解，脱墨温度を低温
または室温で行なうことが特徴の一つであって，従来か
らある常温処理方法では長時間を必要とする上に，イン
クの種類によっては脱色不充分となる。

【００２３】但し，古紙の種類，色素の性質によって一
概に同一視することは出来ないが，通常の多色印刷古紙
では処理温度，時間は，２０〜４０℃，３０分〜１時間
である。

【００２４】本発明で使用する薬剤は，（１）一酸化炭
素と水素から合成精製するメタノール，またはアミロ法
，ショラー法，ベルギウス法などの醗酵法によるエタノ
ール，あるいはペンゾール及びトリクロルエチレンなど
アルコールに可溶で水に不溶の液体と共に蒸溜する無水
アルコール，のうち何れか一つを使用条件によって選定
する。（２）脂肪酸または石鹸製造の副産物であるグリ
セロール具体的にはグリセリン，このほかエチレンを塩
素水中に導入して得るエチレンクロルヒドリンに重炭酸
ソーダまたはソーダ灰を加えて加熱，加水分解して濃縮
，脱塩，真空蒸溜して得るエチレングリコール，を処理
する古紙の条件によって選定する。（３）硫黄と炭素の
加熱蒸溜精製物，具体的には二硫化炭素，そのほか二硫
化炭素に塩素を送通し精溜した四塩化炭素の何れか一つ
を選定使用する。（４）界面活性剤，具体的には，非イ
オン活性型（アルキル・アリル・エーテル）で乳化分散
剤である。

【００２５】以上の薬剤は，ＰＨ６の溶剤として一液に
調合される。古紙の種類，処理温度，処理時間によって
異なるが，一般的には，使用する水量に対して１％〜５
％，アルカリ剤は０．５〜２％の範囲で使用する。アル
カリ剤としては，苛性ソーダまたは炭酸ソーダ，他に助
剤として珪酸ソ−ダの使用がある。

【００２６】本発明方法で，実施する作業順序は，機械
的処理を前提として，パルパー中に（１）印刷古紙を仕
込む（２）清水または白水或いは低温加温水の注加（３
）本方法で作製した溶剤の投入（４）アルカリ剤の添加
。を順次行なった後，機械の作動を開始し，所定時間到
達の後，機械の作動を停止して離解，脱色を完了する。 作業順序完了後のパルパー中の溶液は，紙繊維と分離後
，再利用しても使用効果に変りがなく，持出された容量
の不足分を補充することで，再利用が可能であって，イ
ンクが古紙繊維に再度付着することはない。

【００２７】以上の処理を完了して排出された古紙繊維
は，常法によって清水または白水によって希釈された後
，フローテーターまたはウオッシャーによって，繊維と
インクは分離され，次に塩素及びその化合物である酸化
剤，その他過酸化水素などによって漂白後，再洗浄とス
クリーンによる異物除去が行なわれた後チエストに送ら
れて，脱墨，脱インク，漂白が終る。

【００２８】本発明の方法が，従来法に比較して，使用
温度が著しく下げることが出来る結果，エネルギーコス
トの低下，繊維の損傷及び切断が減少し，紙力が向上す
る。その他，使用水量の節減，排水ＣＯＤ及び汚濁発生
量の低下，作業性の向上，設備コストの低下などを利点
とすることができる。以下に処理説明と共に実施例を記
す。

【００２９】

【処理説明】パルパーの代用として，一般用ミキサーを
使用した。回転羽根が鋭利なため高分子材料で羽根を作
製し交換する。パルパーに比較してミキサーは回転が高
速であることから，処理時間を短縮した。

【００３０】薬剤の添加量は，使用する水量に対しての
割合である。

【００３１】使用した古紙の種類は，無作意に収集した
コンピューター及びファックスの使用済み古紙を１群と
した。模造・色上印刷古紙，新聞・雑誌を２群とした。

【００３２】１群の使用済み溶液を回収して，２群処理
溶液として再利用する。目減りした分量２５％を，１群
処理で作製した水量・薬剤・アルカリ剤の割合によって
補充した。

【００３３】白色度はＪＩＳ　　Ｐ８１２３，破裂強度
はＪＩＳ　　Ｐ８１１２，ＣＯＤはＪＩＳ　　Ｋ０１０
２による測定方法に準じた。収率は，古紙持出し絶乾重
量に対し，古紙脱墨再生後の絶乾重量との比較である。

【００３４】

【実施例１】ミキサーに清水６００ｃｃを注入した。次
いで１群古紙３０ｇ（古紙濃度約５％）を投入した後，
薬剤１％と苛性ソーダ０．５％を順次加注し密閉した。 直ちに通電作動させ４分間後離解・脱墨を終了した。次
に処理した古紙をスクリーン，洗浄を通して古紙再生パ
ルプを得た。

【００３５】収率７９％・白色度７８．２・破裂強度（
ｋｇ／ｃｍ２）１．２３・ＣＯＤ（ｋｇ／ｐｕｌｐ　　
Ｔ）５．９８。

【００３６】

【実施例２】実施例１によって離解・脱墨終了後直ちに
回収した使用済み溶液に，目減り分２５％を補充して６
００ｃｃとしミキサーに再度注入した。

【００３７】次に２群古紙３０ｇ（古紙濃度約５％）を
投入し密閉した後，通電作動させ４分間で離解・脱墨を
終了した。処理後の古紙をスクリーン，洗浄を通して古
紙再生パルプを得た。

【００３８】収率７６％・白色度７５．６・破裂強度（
ｋｇ／ｃｍ２）１．１３・ＣＯＤ（ｋｇ／ｐｕｌｐ　　
Ｔ）６．７４。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　無水アルコール，メタノール，エタノ
   ール等のアルコールと，二硫化炭素または二硫化炭素の
   塩素蒸溜転換法による塩化炭素剤及びグリセリンまたは
   エチレングリコールと界面活性剤を配合した溶剤からな
   る薬剤に，アルカリ剤を添加して使用し，古紙を常温ま
   たは低温度によって脱墨再生することを特徴とする方法