(57)【要約】【課題】  産業廃棄物の低減と填料コストの削減とを図ることができる古紙原料パルプの製造方法を提供する。【解決手段】  古紙の離解、除塵、脱墨、漂白、並びに洗浄及び／又は脱水の各処理工程を有する古紙原料パルプの製造方法。前記脱墨工程で発生するフロスに対し、濃縮、物理的せん断及び洗浄の各処理を施したものを前記漂白工程の前段階のパルプに添加すると共に、漂白工程の前段階及び抄紙工程へ流送される前段階のうち少なくとも１つの段階において凝結剤を添加する。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙の離解、除塵、脱墨、漂白、並びに洗浄及び/又は脱水の各処理工程を有する古紙パルプの製造方法であって、前記脱墨工程で発生するフロスに対し、濃縮、物理的せん断及び洗浄の各処理を施したものを前記漂白工程の前段階のパルプに添加すると共に、前記漂白工程の前段階及び抄紙工程へ流送される前段階のうち少なくとも１つの段階において凝結剤を添加することを特徴とする古紙原料パルプの製造方法。
【請求項２】
前記物理的せん断が、フロス濃度３〜３０％のフロスに対して行われる請求項１に記載の古紙原料パルプの製造方法。
【請求項３】
前記物理的せん断が、デフレーカー及び／又は高速ニーダーで行われる請求項１〜２のいずれかに記載の古紙原料パルプの製造方法。
【請求項４】
前記フロスの洗浄が、フロス濃度３％未満のフローテーション法で行われる請求項１〜３のいずれかに記載の古紙原料パルプの製造方法。
【請求項５】
前記凝結剤の添加量が、対絶乾パルプ１００〜３０００重量ｐｐｍである請求項１〜４のいずれかに記載の古紙原料パルプの製造方法。
【請求項６】
前記凝結剤が、硫酸アルミニウム、ポリアクリルアミド、ポリダドマック、ポリアミン、ポリエチレンイミン、２−（メタクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムクロリド重合物及び変性ポリエチレンイミンからなる群より選ばれた少なくとも１つである請求項１〜５のいずれかに記載の古紙原料パルプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱墨工程においてフローテーション法を用いる古紙原料パルプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、抄紙段階における填料や微細繊維の歩留りを向上させるために、種々の歩留り剤及び歩留りシステムが検討及び提案されている。これらのうち、最も多く採用されてきたシステムはカチオン性ポリマー（凝結剤）を用いたポリマー単独処方である。しかしながら、古紙再生処理工程においては、古紙に由来する汚れや、カーボンブラック等の印刷インキを除去する必要があるため、これら印刷インキ等の阻害物質の除去を困難にする凝結剤の使用は全く考えられなかった。また、凝結剤を使用しても、古紙に含まれる機械パルプ、アニオン性物質、懸濁コロイド物質等の影響により、その効果が発揮できなくなるという欠点があった。
【０００３】
そのため、従来の一般的な古紙パルプの製造方法においては、古紙原料中の灰分に関係なく、離解、除塵、脱墨、漂白及び洗浄の各工程を経て古紙パルプが製造され、かつ洗浄工程後の灰分除去工程でエキストラクターやフォールウオッシャー、ダブルニップシックナー等の灰分除去装置による灰分除去を実施し、低灰分の古紙パルプを製造する方法が主流であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６８１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような従来の一般的な古紙パルプの製造方法では、パルプ中の灰分含有量が少なくなるため、抄紙工程で使用される填料が増加してコスト高になると共に、製造工程から排出される廃棄物（灰分）が増加するため、環境悪化の原因になるという問題がある。
【０００６】
そこで、本出願人は、前記問題を解決するために、古紙の離解、除塵、脱墨、漂白及び洗浄の各工程を経た古紙パルプに対して、抄紙機の原料調整工程へ流送する前に凝結剤を添加することを提案した（特願２００３−４２２６７８号）。しかしながら、離解から洗浄に至る所定の工程を経たものであっても、古紙パルプには、古紙に由来する汚れやカーボンブラック等の印刷インキが多く含まれるため、凝結剤の添加によって灰分の歩留りを向上させた場合、同時に古紙原料パルプ中に異物（残カーボン）が発生し、古紙原料パルプの品質低下、ひいては製品の品質低下につながるという課題が残っている。また、脱墨工程において回収した灰分を系外に排出しているため、産業廃棄物による環境悪化を防ぐという課題が解決しきれていない。
【０００７】
さらに、本出願人は、フローテーション法による脱墨工程において発生するフロスを回収し、このフロスをデフレーキング（フロスを機械的に練る処理のこと）し、再度フローテーションしたものを漂白工程の前段階に添加することを提案した（特願２００３−５４４３５号）。これにより、ある程度の灰分が回収され、再利用されるが、依然として抄紙工程において相当量の填料の添加が必要である。
【０００８】
本発明は、本出願人が先に提案した技術にさらに改良を加えたものであり、古紙中の灰分を古紙原料パルプ中に残留させることで、系外に排出する灰分の量を低減させると共に、抄紙工程における填料の添加量を減少させ、これにより産業廃棄物の低減と填料コストの削減とを図ることができる古紙原料パルプの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の古紙原料パルプの製造方法は、古紙の離解、除塵、脱墨、漂白、並びに洗浄及び／又は脱水の各処理工程を有する古紙原料パルプの製造方法であって、前記脱墨工程で発生するフロスに対し、濃縮、物理的せん断及び洗浄の各処理を施したものを前記漂白工程の前段階のパルプに添加すると共に、前記漂白工程の前段階及び抄紙工程へ流送される前段階のうち少なくとも１つの段階において凝結剤を添加することを特徴としている。
【００１０】
本発明では、脱墨工程がフローテーション法により行われ、その際発生するフロスに対し物理的せん断を施すことで当該フロスに含まれている灰分を微細に分散させることができる。その結果、後の工程において填料の歩留りを向上させるための凝結剤を添加しても、微細であるため凝集しにくくなることから、異物（残カーボン）の発生を抑制することができる。また、系外に排出する灰分（産業廃棄物）の量を最小限に抑えることができる。
【００１１】
前記物理的せん断は、フロス濃度３〜３０％のフロスに対し行われるのが好ましい。３％未満の濃度であると、物理的せん断を施したとしても灰分を微細に分散させる効果があまりなく、一方、３０％を超える濃度であると、原料として硬すぎるため所望の物理的せん断を施すことができなくなる。
【００１２】
また、前記物理的せん断は、デフレーカー及び／又は高速ニーダーで行われるのが好ましい。これらの装置で物理的せん断を行うと、灰分の分散化が安定する。
【００１３】
前記フロスの洗浄は、フロス濃度３％未満のフローテーション法で行われるのが好ましい。３％を超える濃度で洗浄を行うと、洗浄効率が悪くアクセプト中にインク成分が残留する割合が多くなるうえ、古紙由来の顔料や填料の洗浄水中の分散が悪くなり、古紙パルプの白色度向上が阻害される問題が生じるとともに、脱墨剤の効果も阻害されるため泡立ちが悪くなり、いずれにしろ洗浄効率が悪くなる。
【００１４】
また、前記凝結剤の添加量は、対絶乾パルプ１００〜３０００重量ｐｐｍであるのが好ましい。１００重量ｐｐｍ未満であると凝結剤の効果が十分に発揮されず、灰分の歩留まり効果が低いものになるだけでなく、流送工程におけるポンプなどによる攪拌等の物理的シェアによりセルロースに凝結剤の効果で歩留まった灰分が脱落する問題が生じ、一方、３０００重量ｐｐｍを超えると必要以上に灰分の凝集が生じ、脱墨パルプの白色度低下を来たすと共に、異物がデポジットとして発生し、新たな問題を引き起こすという問題がある。
【００１５】
さらに、前記凝結剤は、硫酸アルミニウム、ポリアクリルアミド、ポリダドマック、ポリアミン、ポリエチレンイミン、２−（メタクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムクロリド重合物及び変性ポリエチレンイミンからなる群より選ばれた少なくとも１つであるのが好ましい。これらの凝結剤は、従来抄紙工程における紙力増強剤に使用された実績を有しているため、抄紙工程で問題を引き起こす原因となることが少なく、低い添加量で凝結効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、脱墨工程がフローテーション法により行われ、その際発生するフロスに対し物理的せん断を施すことで当該フロスに含まれている灰分を微細に分散させることができる。その結果、後の工程において填料の歩留りを向上させるための凝結剤を添加しても、微細であるため凝集しにくくなることから、異物（残カーボン）の発生を抑制することができる。また、系外に排出する灰分（産業廃棄物）の量を最小限に抑えることができ、近年におけるゼロエミッション運動に沿うものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に基づいて本発明の古紙原料パルプの製造方法（以下、単に製法という）の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の製法の一実施の形態のフローであり、古紙から古紙原料パルプを製造する各工程が示されている。本実施の形態では、新聞古紙、雑誌古紙等のインキの付いた古紙を含む古紙を常法により離解したものに対し、スクリーンやクリーナーを用いて粗選が行われる。前記離解は、高せん断力が得られるパルパーにより行ってもよいし、また一般にファイバーフローと呼ばれている古紙高濃度離解装置により行ってもよく、本発明において特に限定されるものではない。粗異物が取り除かれたもの（以下、古紙原料パルプの製造の途中段階にあるものをパルプという）は、濃縮された後に所定の薬品が加えられ、混錬（ニーディング）されてから熟成（ソーキング）される。そして、熟成によりパルプ繊維からのインキの離脱が進行したパルプに対し、フローテーション法による脱墨処理が施されるが、本発明では、このフローテーション法で回収されたフロスがまず濃縮される。
【００１８】
この濃縮は、本発明において特に限定されるものではないが、例えば遠心分離機やデカンター等を用いて行うことができ、フロス濃度（フローテーション工程における浮遊選別にて、繊維原料から分離、剥離されたリジェクト分のことである）が３〜３０％になるように脱水するのが好ましい。３％未満の濃度であると、後述する物理的せん断を施したとしても灰分を微細に分散させる効果があまりなく、一方、３０％を超える濃度であると、原料として硬すぎるため所望の物理的せん断を施すことができなくなる。
【００１９】
濃縮されたフロスは、例えばデフレーカー、高速ニーダー（例えば、（株）石川島産業機械製マイカプロセッサー（商品名）や（株）進展機械製作所のスーパーデフレーカー（商品名））、ニーダー、ディスパーザー等により物理的せん断処理が施されるが、これらの装置のうち、デフレーカー及び高速ニーダーはせん断刃が固定されており、構造が簡単であり低コストであると共に、灰分の分散を安定して行うことができるという利点がある。デフレーカー及び高速ニーダーは、いずれか一方だけを用いてもよいし、またフロスの濃度を考慮して両方用いるようにしてもよい。処理時間は、フロス濃度や処理量により異なり、本発明において特に限定されるものではないが、例えば、１秒、５秒、１０秒、１５秒から１分未満、３分未満、５分未満、１０分未満などとすることができる。フロスに物理的せん断処理を施すことで、カーボンブラック等の印刷インキを含む灰分を１０μｍ未満程度の微細なサイズまで分散させることができ、その結果、後の工程で凝結剤をパルプに添加しても、異物（残カーボン）が発生するのを効果的に抑制することができる。
【００２０】
図１に示される工程例では、物理的せん断処理が施されたフロスに水を加え、フロス濃度を３％未満にした後にフローテーション法による洗浄処理を施している。フロス濃度が３％を超えると必要な灰分もフロスとして出てしまうと共に、泡立ちが悪くなり、洗浄効率が低下するという問題があるため、通常は１％程度のフロス濃度でフローテーション法が行われる。この洗浄工程で発生したフロスは、カーボンブラックがその主成分なので系外に排出され、焼却処分される。
【００２１】
洗浄後のろ水は古紙原料パルプの製造ラインに戻されて当該パルプと混合され、通常の精選スクリーン、精選クリーナー等による精選工程を経た後に漂白され、再度フローテーターに送り込まれる。このフローテーターにおいても、前記と同様にして、発生したフロスは回収された後に濃縮される。そして、濃縮後のフロスは、前記デフレーカー、高速ニーダー等により物理的せん断処理が施され、フローテーターによる洗浄工程に送られる。この洗浄工程で発生するフロスも系外に排出され、残りのろ水は古紙原料パルプの製造ラインに戻されて当該パルプと混合される。
【００２２】
なお、図１に示される例では、カーボンブラックの分散の程度を高めるために２度の物理的せん断処理を施しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１度の処理であってもよいし、また３度以上の処理であってもよい。ただし、設備コスト及び分散化の程度の向上具合を考慮すると、２度の物理的せん断処理を施すのが好ましい。
また、物理的せん断処理をした後のフロスをフローテーション法により洗浄しているが、高濃度離解処理（ファイバーフロー）により離解し、バルブフィルター等の洗浄設備で洗浄し、フロスを分離することもできる。
【００２３】
本発明では、濃縮、物理的せん断及び洗浄の各処理を施したフロスを漂白工程の前段階のパルプに添加すると共に、漂白工程の前段階及び抄紙工程へ流送される前段階の少なくとも１つの段階において凝結剤を添加している。
凝結剤の添加時期は漂白工程の前であってもよいし、後であってもよい。また、古紙パルプの製造工程においては、漂白後のパルプに対し洗浄及び／又は脱水の各処理が実施される（本実施の形態では洗浄後に脱水処理を行っている）が、前記添加時期は洗浄又は脱水の後であってもよく、本発明において特に限定されるものではない。ただし、凝結剤による灰分歩留まりの効果を的確に得るには物理的シェアがかかる工程での添加が好ましいので、流送ポンプ前に添加するのが好ましい。また、物理的せん断及び洗浄を施した後のろ水に添加してもよいし、ろ水とは別に古紙原料パルプの製造ラインに添加してもよい。
【００２４】
前記凝結剤としては、例えば硫酸アルミニウム、ポリアクリルアミド、ポリダドマック、ポリアミン、ポリエチレンイミン、２−（メタクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムクロリド重合物、変性ポリエチレンイミン等を用いることができる。これらのうち、抄紙工程でのトラブル発生を抑制するため、抄紙工程で使用される紙力増強剤と同類の硫酸アルミニウム、ポリアクリルアミド、ポリダドマック、ポリアミン、ポリエチレンイミン、２−（メタクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムクロリド重合物及び変性ポリエチレンイミンからなる群より選ばれた少なくとも１つを用いる（１つの単独使用、または２つ以上の混合物の使用）のが好ましい。
【００２５】
凝結剤の添加量は、フロスの濃度、灰分の歩留まり、系内のカチオンデマンドに応じて適宜選定すればよく、本発明において特に限定されるものではないが、通常は対絶乾パルプ１００〜３０００重量ｐｐｍが目安である。添加量が１００重量ｐｐｍ未満であると凝結剤の効果が低く灰分歩留まりの効果が発現しにくい問題があり、一方、３０００重量ｐｐｍを超えると不要な凝結が生じ、古紙パルプの白色度を下げたり、凝結した異物が生じるという問題がある。
【００２６】
凝結剤が添加された古紙原料パルプは、通常の抄紙工程を経て再生紙となるが、本発明では、フローテーション法による脱墨工程で発生したフロス（灰分を含む）に物理的せん断及び洗浄の各処理を施した後に、フロスに含まれていた灰分をパルプ中に戻している。したがって、凝結剤の使用とも相俟って、抄紙工程における填料の使用量を減らすことができ、これにより得られる再生紙の製造コストを下げることができる。さらに、フロス中の灰分を物理的せん断によって細かく分散させているので、凝結剤を添加しても凝集しにくくなるため、異物（残カーボン）の発生を抑えることができ、再生紙の品質を高めることができる。
【００２７】
なお、前記凝結剤は、古紙原料パルプの製造ラインにおけるフローテーションの前の段階で添加することもでき、当該フローテーションにおける浮遊選別において、パルプに再付着する前にフロスとしてインキを選別し、本発明にかかわる処理（濃縮、物理的せん断及び洗浄）を施すことができる。この場合、凝結剤の効果が比表面積の大きいカーボンブラック等のインク粒子や古紙由来の填料、顔料に選択的に影響し、フロス濃度を向上させるという効果が得られる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の製法の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例にのみ限定されるものではない。
［実施例１］
雑誌古紙を図１に示されるフローに従い離解、除塵、混錬及び熟成してパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーに水を加えて繊維濃度を１．０重量％に調整したものに対し、フローテーターを用いて脱墨処理を行った。２０ｌ／ｍｉｎの空気量でフローテーションをし、フロスの全量を回収した。
得られたフロスを脱水機を用いてフロス濃度が５．０％となるように脱水した。濃縮されたフロスをマイカプロセッサー（商品名。（株）石川島産業機械製高速ニーダー）を用いて処理（物理的せん断）をした。
物理的せん断処理が施されたフロスに水を加え、フロス濃度を１％にしてフローテーターを用いて洗浄処理をした。空気流量２０ｌ／ｍｉｎでフローテーションをし、その際回収されたフロスは系外に排出した。
洗浄後のろ水を脱墨処理されたパルプスラリーと混合させ、このパルプスラリーをさらに除塵、漂白した後に再度フローテーターを用いて脱墨処理を行った。２０ｌ／ｍｉｎの空気量でフローテーションをし、フロスの全量を回収し、得られたフロスを脱水機を用いてフロス濃度が５．０％となるように脱水した。濃縮されたフロスを同じくマイカプロセッサーを用いて処理（物理的せん断）をした。
物理的せん断処理が施されたフロスに水を加え、フロス濃度を１％にしてフローテーターを用いて洗浄処理をした。空気流量２０ｌ／ｍｉｎでフローテーションをし、その際回収されたフロスは系外に排出した。
得られたろ水を、２回目の脱墨処理がなされたパルプスラリーと混合させ、得られたパルプスラリーに凝結剤としてジェットフィックスＡＣ−２０１（商品名。里田化工（株）製）を対絶乾パルプ５００重量ｐｐｍの割合で添加し、洗浄及び脱水した後に抄紙した。脱水後の古紙原料パルプの灰分をＪＩＳ  Ｐ  ８２０４に基づき測定したところ、１７．２％であった。
得られた再生紙を目視にて観察したところ、残カーボンに起因すると考えられる汚れは全く認められなかった。
【００２９】
［比較例１］
脱墨工程で回収されたフロスに所定の処理をして再利用する工程を省略した以外は実施例１と同様にして古紙原料パルプを製造した。２回目のフローテーション後のろ水に凝結剤としてジェットフィックスＡＣ−２０１（商品名。里田化工（株）製）を対絶乾パルプ５００重量ｐｐｍの割合で添加し、洗浄及び脱水した後に抄紙した。脱水後の古紙原料パルプの灰分をＪＩＳ  Ｐ  ８２０４に基づき測定したところ、１６．３％であった。
得られた再生紙を目視にて観察したところ、残カーボンに起因すると考えられる汚れが認められた。
【００３０】
［比較例２］
２回目のフローテーション後のろ水に凝結剤を添加しなかった以外は比較例１と同様にして抄紙した。脱水後の古紙原料パルプの灰分をＪＩＳ  Ｐ  ８２０４に基づき測定したところ、１４．５％であった。
また、得られた再生紙を目視にて観察したところ、残カーボンに起因すると考えられる汚れが認められたが、比較例１よりは軽微であった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る古紙原料パルプの製造方法のフローを示す図である。
【図１】
2006052486.tif 000003