(57)【要約】【課題】本発明は排水系のＣＯＤやＢＯＤの負荷を増加させ、通常の凝集処理や生物処理では効率よく負荷を低減させることはできない製紙工場の塗工紙製造工程における廃カラーを、単独で効率よく処理し、さらには処理後の廃カラーを塗工カラーとして再利用することを目的とする。【解決手段】塗工紙製造工程より排出される廃カラーのｐＨを７．５以下に調整した後に遠心分離機にて固液分離処理することを特徴とする廃カラーの処理方法であり、さらに、廃カラーのｐＨを５．５〜７．５に調整後、遠心分離機にて固液分離処理することにより、塗工カラーとして再利用可能なカラーにする廃カラーの処理方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工紙製造工程より排出される廃カラーのｐＨを７．５以下に調整した後に遠心分離機にて固液分離処理することを特徴とする廃カラーの処理方法。
【請求項２】
塗工紙製造工程より排出される廃カラーのｐＨを５．５〜７．５に調整した後に遠心分離機にて固液分離処理することを特徴とする廃カラーの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗工紙製造工程より排出される廃カラーの固液分離処理方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、塗工紙製造工程より排出される鉱物性無機顔料または有機顔料とスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス等の疎水性高分子化合物の分散体または他の水溶性高分子化合物等のバインダー並びに顔料分散剤を含有する濃度の薄い廃カラーを直接遠心分離処理する事で、総合排水処理の負荷を低減しうるとともに、含水率の低い脱水ケーキが得られる塗工廃カラーの処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製紙工場の塗工紙製造工程において洋紙を支持体として、その支持体の片面または両面に前記の塗工カラーを塗工した塗工紙は、特に印刷適性に優れているため、近年生産量が増加し、また、用途も多岐にわたり品種も増加している。
この塗工紙製造工程から排出される廃カラーの主たる発生源は、各種塗工紙用に調整した塗工カラーの残液、塗工カラーの貯槽、配管内を掃除した時に発生する排液、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブレードコーター、またはゲートロールコーター等の塗工機、その周辺機器等の塗工紙工程に関与する機器から発生する排水であるが、近年の生産量拡大に対応した塗工紙製造設備の大型化及び塗工紙品種の増加に伴う塗工カラーの品種変更頻度の増加によって塗工カラー排水量が極めて増加しているのが実情である。
【０００３】
塗工紙は、炭酸カルシウム、クレーなどの顔料及びデンプンやラテックスなどの接着剤などを含有して成る塗工液を塗布し、乾燥することにより製造され、そしてこの製造工程から出る廃カラーは、凝集沈殿や生物処理され、その汚泥は濃縮後、高分子凝集剤を添加し、脱水される。具体的には、該塗工紙製造工程からの廃カラー（以下、廃カラーと称する）は濃度変動が著しい上、デンプン、カゼイン、ラテックスなどの凝集阻害物質を含むことから、単独で凝集処理することが難しいために、通常他の大量の排水と混合して希釈平準化し、処理されている。
【０００４】
しかしながら、廃カラー中の主たる懸濁成分（ＳＳ）分である炭酸カルシウム、クレーなどは、排水を白濁させる問題を有しており、更には、デンプン、合成ゴム、ラテックス、ポリビニルアルコール等のバインダーは、総合排水系のＢＯＤやＣＯＤの負荷を増加させるという問題を有しているため、通常の凝集処理や生物処理では効率よく負荷を低減させることはできない。
【０００５】
廃カラーの凝集沈殿処理を有効に行う処理方法として、特開平５−１７７１９８号公報（特許文献１参照）、特開平８−２８１２７５号公報（特許文献２参照）、特開平６−１３４２１３号公報（特許文献３参照）等があるが、何れも塗工カラーとして再利用することは考えられておらず、仮に、凝集物を塗工カラーとして再利用しようとすれば、再度分散させる薬剤や分散する工程が必要であり、新規にカラーを調整するより、薬品コストや手間がかかるという問題がある。
【特許文献１】特開平５−１７７１９８号公報
【特許文献２】特開平８−２８１２７５号公報
【特許文献３】特開平６−１３４２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記現状からみて、製紙工場の塗工紙製造工程における廃カラーは、排水系のＣＯＤやＢＯＤの負荷を増加させるという問題を有しているため、通常の凝集処理や生物処理では効率よく負荷を低減させることはできない。本発明の目的は、廃カラーを単独で処理し、且つ、処理後の廃カラーを再利用できる効率的処理方法を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、塗工紙製造工程より排出される廃カラーのｐＨを７．５以下に調整後、遠心分離機にて固液分離処理する事で、塗工カラー中の固形分を回収することが可能になり、更にｐＨを７．５〜５．５に調整した後に遠心分離することにより再利用可能なカラーとして再生させることが出来る事を見出した。
【０００８】
本発明は以下の発明を包括する。
（１）塗工紙製造工程より排出される廃カラーのｐＨを７．５以下に調整した後に遠心分離機により個液分離処理する廃カラーの処理方法。
（２）塗工紙製造工程より排出される廃カラーをｐＨ＝７．５〜５．５に調整した後に遠心分離機により固液分離処理する（１）記載の廃カラーの処理方法である。
（３）前記固液分離処理後の廃カラーは再度塗工用カラーとして使用可能である（２）記載の廃カラーの処理方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、塗工紙製造工程より排出される廃カラーのｐＨを７．５以下にし、遠心分離処理することにより廃カラーからの固形分の回収を可能にし、更にｐＨを７．５〜５５の範囲に調整した後に遠心分離処理することにより、固形分として回収するだけでなく再度塗工用カラーとして利用する事が可能なカラーを精製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の最も重要な点は、遠心分離する前のｐＨ調整にあり、そのｐＨは、５．５〜７．５が良く、好ましくは、６．０〜７．０である。廃カラー中の固形成分を効率よく凝集させることを妨害する成分が殆どのカラーに存在している顔料の再凝集を防ぐ目的で添加される分散剤であり、分散剤の主なものとしてはピロリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、珪酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、カゼイン等でありこれらは酸性になると分散効果が低下することから、廃カラーのｐＨを７．５以下にすることで分散剤の効果を低下させ、遠心分離機にかけることで固形分の凝集と水分の分離を可能にしたものである。ｐＨを７．５以下、さらに酸性側とすることにより固液分離は進むが、ｐＨを下げるための薬品費がかかる上に中性抄紙を基調とする塗工カラーとして再利用するのに不適となる。塗工カラーとして再利用するには遠心分離する前のｐＨを５．５〜７．５にする。
【００１１】
このｐＨ調整には酸を使用することが好ましく、使用される酸としては、硫酸、硫酸ばんど、塩酸、酢酸、硝酸等が考えられるが、使い易さの観点から、硫酸、硫酸ばんどが好ましい。また、酸添加の際、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸鉄等の各種無機凝集剤や両性及びカチオン高分子凝集剤を少量添加しても、効果的と考えるが、何れも適量を越えると塗工カラーとして、再利用する事ができなくなる。
【００１２】
本発明における遠心脱水処理は、固液分離後の廃カラー濃度を、４０質量％以上の固形分にすることがこのましい。４０質量％未満の薄い固形濃度では、操業及び塗工紙の品質に悪影響を与える可能性があるため好ましくない。固液分離後の廃カラーは新たに調製したカラーに５〜５０質量％の割合で配合して使用することが好ましい。
【００１３】
本発明の遠心分離処理には一般的な遠心分離機が使用可能で、連続式、バッチ式等の型式を問わない。また、遠心分離機は、２種類に大別するとカラーと液の比重差を利用して分離する沈降分離型と、スクリーンを利用して液だけを通過させて分離させる濾過分離型があるが、何れを用いてもよい。遠心分離機での処理条件は、遠心力５００Ｇ〜４０００Ｇ、リテンション５〜１８０秒程度であり、廃カラーの濃度、成分等の性質により最適な処理条件も変化するが、前記の遠心力あるいはリテンションの範囲内に最適な処理条件が存在する。
【００１４】
遠心分離後の廃カラーの粒径及び白色度等の物理的な性質は、その時に抄造していた製品により多少変化があるものの、一般的な炭酸カルシウム、クレーなどの顔料と大きくは変わらない。分離後のカラーに加えるものとしては、染料、デンプン、ラテックス、防腐剤等の通常に紙料として、用いられるものであれば何でも良い。
【実施例】
【００１５】
次に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。遠心分離処理後の脱水ケーキ濃度は、ＪＩＳ  Ｋ０１０２蒸発残留物の測定方法に従って行った。また、塗工後の白色度、不透明度、光沢度、平滑度は、それぞれＪＩＳ  Ｐ８１４８、ＪＩＳ  Ｐ８１４９、ＪＩＳ  Ｐ８１４２、ＪＩＳ  Ｐ８１１９に従って測定した。
【００１６】
実施例１
実機塗工紙製造工程よりｐＨ８．０、蒸発残留物濃度２．３質量％、濁度３６５００度の廃カラーをサンプリングし、廃カラーを４００ｍＬ分取後、１５０ｍｇ／Ｌの硫酸を加え、ｐＨ６．９の廃カラーを得た。この廃カラーを１００ｍＬ処理用の専用ガラス製遠心管に各１００ｍＬで４分割し、卓上遠心分離機（國産遠心分離器（株）製、型式：Ｈ−１０８Ｎ）にセットし、回転数２０００ｒｐｍ、１２０秒遠心分離処理を行ない、上澄水を除去後の脱水ケーキ濃度、上澄水の濁度を表１に記載した。また、Ｂｌａｎｋのカラー（組成：２級カオリン１０質量部、微粒子カオリン４７質量部、軽質炭酸カルシウム２８質量部、１μ炭酸カルシウム１５質量部、デンプン４．５質量部、ラテックス８．５質量部）に対し、２０質量％の割合になるように遠心分離処理後の回収廃カラーを混合したカラーを作成し、このカラーを乾燥固形分換算で塗工原紙にフエルト面（Ｆ）／ワイヤー面（Ｗ）＝９．０／１０．０ｇ／ｍ2になるように塗工を行い、同様にＢｌａｎｋカラーを塗工した時との比較評価を行った。その結果を表２に示す。
【００１７】
実施例２
廃カラーに加える硫酸を４５０ｍｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様に処理し、遠心分離処理後の上澄水除去後の脱水ケーキ濃度、上澄水の濁度を表１に記載した。また、実施例１と同様に塗工を行い、その結果を表２に示した。
【００１８】
実施例３
廃カラーに加える硫酸を１５００ｍｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様に処理し、遠心分離処理後の上澄水除去後の脱水ケーキ濃度、上澄水の濁度を表１に記載した。また、実施例１と同様に塗工を行い、その結果を表２に示した。
【００１９】
比較例１
廃カラーに硫酸を加えない以外は、実施例１と同様に処理し、遠心分離処理後の上澄水除去後の脱水ケーキ濃度、上澄水の濁度を表１に記載した。
【００２０】
比較例２
廃カラーに加える硫酸を４５００ｍｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様に処理し、遠心分離処理後の上澄水除去後の脱水ケーキ濃度、上澄水の濁度を表１に記載した。
【００２１】
【表１】
2006136797.tif 000002
【００２２】
【表２】
2006136797.tif 000003
【００２３】
表１の実施例１〜３と比較例１、２に示す通り、本発明は、ｐＨ７．５を越える条件で遠心分離処理するとケーキ濃度は上昇するものの、上澄水の濁度は十分に低下せず効果が薄い、また、ｐＨ５．５より低い条件では、上澄水濁度は低くなるものの、ケーキ濃度が上昇せず、塗工工程に回収する事は難しい。また、表２に示すように実施例１〜３で遠心脱水し固液分離処理したカラーを塗工した場合とブランクのカラーを塗工した場合では、塗工紙の品質に差は認められない。