(57)【要約】【課題】印刷古紙から古紙パルプを製造する古紙パルプ製造工程において、インキの剥離性を向上させることにより残インキ量の少ない古紙パルプを提供するものである。【解決手段】印刷古紙から脱インキパルプを製造する脱インキパルプ製造工程において、亜硫酸塩による処理段を有し、古紙パルプ中のＭＰへのスルホン酸基の導入量が１００ｍｍｏｌ／ｋｇ・ＭＰ以上である脱インキパルプの製造方法であり、前記亜硫酸塩による処理は９０〜１４０℃、ｐＨ５〜１０で２〜１２０分間行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷古紙から脱インキパルプを製造する脱インキパルプ製造工程において、亜硫酸塩による処理段を有し、古紙パルプ中のＭＰへのスルホン酸基の導入量が１００ｍｍｏｌ／ｋｇ・ＭＰ以上であることを特徴とする脱インキパルプの製造方法
【請求項２】
前記亜硫酸塩による処理段が９０℃〜１４０℃、ｐＨ５〜１０で２〜１２０分間行われることを特徴とする脱インキパルプの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２により製造された脱インキパルプを１０〜１００％配合した紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脱インキパルプの製造方法に関し、さらに詳しくは亜硫酸塩処理により古紙パルプ中のＭＰに含まれるリグニンをスルホン化することによりインキを剥離させ、残インキ量の少ない脱インキパルプを得ることを目的とするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効利用や環境保護などの観点から古紙パルプの需要が増加している。古紙パルプの使用を拡大するには、古紙からインキを高度に剥離し、残インキ量の少ない古紙パルプを製造することが極めて重要である。古紙からインキを剥離するためには、一般的にパルパーなどでの離解処理、軸タイプまたはディスクタイプのディスパーザーによる機械的分散処理、界面活性剤によるインキ剥離処理、アルカリ性下での漂白工程において繊維を膨潤させることによるインキ剥離処理が行われてきた。
【０００３】
しかしながら、上記のような処理を行ってもインキの剥離効果が不十分であるため、紙への古紙パルプの配合が制限されているのが現状である。そのため、インキの剥離技術の向上が望まれていた。
【０００４】
従来のインキ剥離技術は、大きく離解や分散工程での機械的剥離技術と、アルカリや界面活性剤などによる化学的剥離技術とに分けられる。例えば離解工程におけるインキ剥離技術としては、離解工程、熟成工程、浮遊選別工程、洗浄工程及び漂白工程の各工程を有する、古紙を脱墨することによる再生パルプの製造方法において、前記離解工程にて、原料古紙を苛性ソーダと脱墨剤とを含む脱墨薬品とともに処理することを特徴とし、かつ、離解装置内で、前段離解処理、浸漬処理及び後段離解処理を行い、ここで、前記３つの処理を１０〜２０質量％のパルプ濃度で行うことを特徴とする再生パルプの製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法は粘着異物の微細化の抑制に主眼を置いたものであり、インキ剥離効果が充分ではない。
【０００５】
また、分散工程におけるインキ剥離技術として、パルプ濃度２０〜３５％にして酸化型漂白剤を添加した後、機械的に攪拌して酸化漂白するとともに、漂白した後の繊維懸濁液をパルプ濃度１０〜３０％にして、還元漂白剤を添加した後、機械的に攪拌して還元漂白しているものがある（例えば、特許文献２参照）。しかし、本技術では２度の漂白により白色度を高めることは可能であるが、分散機による２回の処理では、十分にインキを剥離することはできない。
【０００６】
また、二酸化チオ尿素を添加し、ニーダーの如く１００〜１０００ｒｐｍ、処理時間１〜３０分であるような混練機を用いて処理後、ただちにパルプを希釈する技術が公開されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、本技術の実施例によれば、二酸化チオ尿素による漂白効果は期待できるものの、インキの剥離効果については不十分である。
【０００７】
また、機械的処理では、粘着異物を微細化してしまい、この微細化された粘着異物はスクリーンやクリーナーを用いても除去することが困難であるため、機械的処理は極力避ける必要がある。
【０００８】
また、界面活性剤を用いたインキ剥離技術として、インキ剥離工程にて、脱墨剤と脱墨剤の曇点を上昇させる助剤とを混合することにより、脱墨剤がインキ剥離工程の処理温度より０〜１０℃低い曇点を有するようにしてインキ剥離を行なうことを特徴とする脱墨方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
また、常温で水に難溶解性の液体と界面活性剤水溶液を混合し、粒径が０．１μｍ〜５００μｍの水中油による乳濁液とし、この乳濁液を古紙絶乾質量に対して０．０５〜０．４質量％となるように古紙添加してパルパーなどの機械力によって処理する技術が開示されている（例えば、特許文献５参照）。しかし、これらの界面活性剤による方法でも、インキを充分に剥離できない。
【００１０】
また、薬品によるインキ剥離技術として、アルカリや界面活性剤以外に亜硫酸塩を用いた方法も複数開示されている。例えば、古紙を亜硫酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムを含むアルカリ性水溶液中において３０〜７５℃で離解して、少なくとも約７．５のｐＨを有する繊維スラリーを形成する工程；インクを紙繊維から分離する工程；及び分離されたインクをスラリーから除去する工程を含む古紙繊維を脱インクする方法が開示されている（例えば、特許文献６参照）。しかし、その実施例にはインキ剥離効果についての記載は無く、インキ剥離効果は不明瞭である。
【００１１】
また、古紙を脱インキ、漂白するにあたり、古紙を順次、アルカリ性下での亜硫酸塩による処理、アルカリ性下での亜硫酸塩及び亜硫酸塩以外の還元剤による処理、アルカリ性下及び珪酸塩の存在下での過酸化水素による処理に供する古紙の脱インキ、漂白方法が開示されている（例えば、特許文献７参照）。しかし、この方法に使用される古紙は模造古紙、上ケント古紙、色上古紙などであると明記されており、その適用可能範囲は狭い。
【００１２】
また、未晒系古紙をアルカリ性蒸解でリグニンの一部を除去する際に原料絶乾質量に対し５〜３０質量％の亜硫酸ナトリウムを添加することで高粘度漂白パルプを製造する方法が開示されている（例えば、特許文献８参照）。しかし、この方法は脱リグニンを前提とした技術であり、パルプ歩留りが低いという問題がある。
【００１３】
さらに、古紙に水と亜硫酸ナトリウムと還元漂白剤を加えて蒸解した後に、離解し、水洗してから過酸化水素を加えることを特徴とする古紙の脱インク漂白法が開示されている（例えば、特許文献９参照）。この手法の実施例によれば高い白色度が得られているが、インキの剥離効果については明記されていない。
【特許文献１】特開２００２−３６３８７９号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１９１４号公報
【特許文献３】特開２００２−６９８７７号公報
【特許文献４】特開２００２−８８６７０号公報
【特許文献５】特開２００１−３０３４６８号公報
【特許文献６】特開平０９−１０５０８８号公報
【特許文献７】特開平０７−１４５５８３号公報
【特許文献８】特開昭５７−１６７４７４号公報
【特許文献９】特開昭５０−１３２２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、印刷古紙から古紙パルプを製造する古紙パルプ製造工程において、インキの剥離性を向上させることにより残インキ量の少ない古紙パルプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明者らは、残インキの少ない古紙パルプの製造方法について鋭意検討した。印刷古紙からの古紙パルプ中には、リグニンをほとんど有さないＢＫＰ（漂白化学パルプ）と、リグニンを多量に含有するＭＰとが存在し、ＢＫＰに比べてＭＰのほうがインキの剥離性が悪いことから、古紙パルプ製造工程において、ＭＰに対してスルホン酸基を１００ｍｍｏｌ／ｋｇ以上導入することでインキ剥離効果が大幅に向上することを見出した。
【００１６】
さらに、本処理のインキ剥離効果を最大限に発揮する方法について鋭意検討を行った。その結果、本発明者らは亜硫酸塩を０．５〜５％添加し、９０℃〜１４０℃、２〜１２０分間、ｐＨ５〜１０で処理することで上記のスルホン化を達成でき、インキ剥離効果が最大限発揮されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
本発明は以下の発明を包含する。
（１）印刷古紙から脱インキパルプを製造する脱インキパルプ製造工程において、亜硫酸塩による処理段を有し、古紙パルプ中のＭＰへのスルホン酸基の導入量が１００ｍｍｏｌ／ｋｇ・ＭＰ以上である脱インキパルプの製造方法
（２）前記亜硫酸塩による処理が９０〜１４０℃、ｐＨ５〜１０で２〜１２０分間行われる（１）記載の脱インキパルプの製造方法。
（３）（１）又は（２）により製造された脱インキパルプを１０〜１００％配合した紙。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、既存工程にも容易に適用でき、残インキ量の少ない古紙パルプの製造を可能とし、印刷用紙、出版用紙をはじめとする各種紙の原料として適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明による方法が、従来の方法と比較して、残インキ量の少ない古紙パルプが得られる理由の詳細については今後の研究を待たなければならないが、古紙パルプ中のＭＰに含まれるリグニンに親水性のスルホン酸基が導入されることにより繊維の膨潤が促進され、その結果インキの剥離性が向上するものと推測している。したがって、古紙パルプ中のリグニンに一定量以上のスルホン酸基を導入する方法もインキ剥離性を改善する上で非常に効果的である。
【００２０】
本発明で行う亜硫酸塩処理では、絶乾パルプに対して０．１〜５％の亜硫酸塩を加える。亜硫酸塩の量が０．１未満ではスルホン化が充分に達成されず、５％を越えて過剰に添加してもその効果はレベルオフする。亜硫酸塩としては亜硫酸ナトリウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸アンモニウムなどが用いられる。また、亜硫酸を水酸化ナトリウムなどの塩基と混合してもよい。処理温度は９０〜１４０℃が好ましく、更に好ましくは１１０〜１３０℃である。処理温度が９０℃未満の場合にはスルホン基が導入されず、また１４０℃を超えて高くするとパルプの暗色化、歩留まりの低下を引き起こすため好ましくない。亜硫酸塩処理のｐＨは５〜１０の範囲が好ましく、更に好ましくはｐＨ６〜９である。このｐＨ調整には硫酸、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどが用いられる。スルホン化速度はｐＨが低いほど上昇するが、ｐＨが５より低い場合にはパルプの暗色化や歩留まり低下を引き起こす可能性があるため好ましくない。また、ｐＨ１０を越えて高い場合もパルプが暗色化する。処理時間は２〜１２０分で行うことが好ましく、更に好ましくは１０〜６０分で行うことがパルプの暗色化、歩留まり低下を防止する。パルプ濃度は３〜５０％が好ましい。処理濃度が３％未満では、温度上昇に必要なエネルギーが莫大となるため、適さない。また、処理濃度５０％を越えて高濃度にすると機械的に搾水するのは困難である。
【００２１】
本発明の亜硫酸塩処理工程を適用する古紙パルプ製造工程は、特に限定されず、公知の工程を組み合わせた既存の工程にも適用できる。具体的には、パルパーまたは機械力によって古紙を離解しインキを剥離する離解工程と、それに続くニーダー、ディスパーザーなどでの混練・分散によるインキ剥離工程、過酸化水素や二酸化チオ尿素などの漂白薬品による漂白工程、浮遊選別工程、洗浄工程、濃縮工程、スクリーンやクリーナーなどによる異物除去工程からなる脱墨処理工程のいずれか、もしくは全ての工程を組み合わせた既存の工程のいずれの場所に位置してもよい。必要に応じて還元漂白剤、界面活性剤、キレート剤を加えることができる。用いる装置については特に制限はない。
【００２２】
本発明が対象としている印刷古紙は、印刷されたものであれば何でもよく、新聞古紙、雑誌古紙などのほかに、チラシ古紙や色上古紙、模造紙、中質古紙、低質古紙等の印刷古紙もその範疇に入れるものであるが、ＭＰを多量に含む古紙に特に効果的である。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、実施例は本発明をなんら限定するものではない。本実施例中では、百分率（％）は白色度以外すべて質量％を意味し、また、薬品添加率は、対絶乾パルプあたりの質量％で示した。古紙パルプの品質は、ＪＩＳ  Ｐ  ８２１２によるパルプ白色度ならびに、以下に示したダート評価方法によるダート個数、スルホン基量測定方法によるスルホン化度で評価し、その結果を表１〜３示した。
【００２４】
＜ダート評価方法＞
坪量を１００ｇ／ｍ２としたこと、シートプレスを行わなかったこと、風乾しなかったこと以外は全てＪＩＳ  Ｐ  ８２２２に示される試験用手すき紙の調製方法に準じて、手すき紙を３０枚作製した。濡れたままの手すき紙３０枚中に含まれる０．０５〜５．０ｍｍ２のダートを計測した。計測には透過光を使用し、ダートサイズの見本として、財団法人印刷局朝陽会より購入したＪＩＳＰ８２０２記載の夾雑物計測図表を参照した。測定結果はパルプ１００ｇあたりの個数に換算し、ダート個数とした。
【００２５】
＜古紙パルプ中のＭＰ繊維量の評価方法＞
ＪＩＳ  Ｐ８１２０に準じてＫＰ繊維量とＭＰ繊維量の定量分析を行い、質量百分率を算出した。なお、染色液はＣ染色液を用いた。
【００２６】
＜古紙パルプ中のスルホン基量の評価方法＞
絶乾３ｇのパルプを０．１Ｍ塩酸に４５分間、２回浸漬した後、イオン交換水で伝導度が一定になるまで洗浄した。その後、０．００１Ｍ塩化ナトリウム水溶液中で攪拌しながら０．１Ｍ水酸化ナトリウムを５ｍｌずつ添加し、５分後に伝導度を測定する操作を繰り返した。伝導度が変わらなくなる点がスルホン酸基量の滴定点であり、この滴定量からパルプのスルホン酸基量を求めた。定量に際し、算出式、参考文献は、以下のものを使用した。
【００２７】
スルホン酸基の滴定に対応する滴定量（ｍｌ）をＡ、水酸化ナトリウムの規定度をＢとし、パルプ中のＭＰの絶乾質量（ｋｇ）をＷとした。
スルホン酸基量（ｍｍｏｌ／ｋｇ）＝（Ａ×Ｂ）／Ｗ
参考文献
Ｋａｔｚ  Ｓら、Ｓｖｅｎｓｋ  Ｐａｐｅｒｓｔｉｄｎ  、８７、Ｒ４８−Ｒ５３、（１９８４）
【００２８】
実施例１
新聞古紙１００％からなる印刷古紙に水を加えて、試験用パルパーでパルプ濃度４％、水酸化ナトリウム添加率０．２％、離解時間１５分、温度３５℃で離解した。その後パルプ濃度を２０％まで脱水し、亜硫酸ナトリウム２％を添加し、ｐＨを７に調整して温度１２０℃で３０分亜硫酸塩処理を行った。
【００２９】
実施例２
実施例１において、亜硫酸塩処理前のｐＨを５としたこと以外は実施例１と同様に処理した。
【００３０】
実施例３
実施例１において、亜硫酸塩処理前のｐＨを９としたこと以外は実施例１と同様に処理した。
【００３１】
実施例３
実施例１において、亜硫酸塩処理温度を１００℃としたこと以外は実施例１と同様に処理した。
【００３２】
実施例５
実施例１において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用いたこと以外は実施例１と同様に処理した。
【００３３】
比較例１
実施例１において、亜硫酸塩処理を行わなかったこと以外は実施例１と同様に処理した。
【００３４】
比較例２
実施例１において、亜硫酸塩処理を７０℃で行ったこと以外は実施例１と同様に処理した。
【００３５】
比較例３
実施例１において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用い、亜硫酸塩処理を行わなかったこと以外は実施例１と同様に処理した。
【００３６】
比較例４
実施例１において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用い、亜硫酸塩処理を７０℃で行ったこと以外は実施例１と同様に処理した。
【００３７】
【表１】
2008297669.tif 000002
【００３８】
実施例６
新聞古紙１００％からなる印刷古紙に水を加えて、試験用パルパーでパルプ濃度４％、水酸化ナトリウム添加率０．２％、離解時間１５分、温度３５℃で離解した。その後パルプ濃度を２０％まで脱水し、ＰＦＩミルを用いてクリアランス０．６５ｍｍ、回転数５００回、温度３５℃で分散処理を行った。その後亜硫酸ナトリウム２％を添加し、ｐＨを７に調整して温度１２０℃で３０分スルホン化処理を行った。
【００３９】
実施例７
実施例６において、亜硫酸塩処理温度を１００℃としたこと以外は実施例７と同様に処理した。
【００４０】
実施例８
実施例６において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用いたこと以外は実施例６と同様に処理した。
【００４１】
比較例５
実施例６において、亜硫酸塩処理を行わなかったこと以外は実施例６と同様に処理した。
【００４２】
比較例６
実施例６において、亜硫酸塩処理を７０℃で行ったこと以外は実施例６と同様に処理した。
【００４３】
比較例７
実施例６において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用い、亜硫酸塩処理を行わなかったこと以外は実施例６と同様に処理した。
【００４４】
比較例８
実施例６において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用い、亜硫酸塩処理を７０℃で行ったこと以外は実施例６と同様に処理した。
【００４５】
【表２】
2008297669.tif 000003
【００４６】
実施例９
新聞古紙１００％からなる印刷古紙に水を加えて、試験用パルパーでパルプ濃度４％、水酸化ナトリウム添加率０．２％、離解時間１５分、温度３５℃で離解した。その後パルプ濃度を２０％まで脱水し、ＰＦＩミルを用いてクリアランス０．６５ｍｍ、回転数５００回、温度３５℃で分散処理を行った。その後、過酸化水素３％、苛性ソーダ２％、珪酸ソーダ２％を添加し、７０℃で２時間漂白処理を行った。その後亜硫酸ナトリウム２％を添加し、ｐＨを７に調整して温度１２０℃で３０分スルホン化処理を行った。
【００４７】
実施例１０
実施例９において、亜硫酸塩処理温度を１００℃としたこと以外は実施例９と同様に処理した。
【００４８】
実施例１１
実施例９において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用いたこと以外は実施例９と同様に処理した。
【００４９】
比較例９
実施例９において、亜硫酸塩処理を行わなかったこと以外は実施例９と同様に処理した。
【００５０】
比較例１０
実施例９において、亜硫酸塩処理を７０℃で行ったこと以外は実施例９と同様に処理した。
【００５１】
比較例１１
実施例９において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用い、亜硫酸塩処理を行わなかったこと以外は実施例９と同様に処理した。
【００５２】
比較例１２
実施例９において、原料として雑誌古紙１００％の古紙を用い、亜硫酸塩処理を７０℃で行ったこと以外は実施例９と同様に処理した。
【００５３】
【表３】
2008297669.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５４】
印刷古紙から脱インキパルプを製造する脱インキパルプ製造工程において、亜硫酸塩によるスルホン化処理を行うことにより残インキ量の少ない古紙パルプの製造が可能となる。この古紙パルプは印刷用紙、出版用紙をはじめとする各種紙の原料として適用できる。