(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰分を全固形分中１５〜３５ｗｔ％含有する高灰分印刷古紙を離解する工程、離解した古紙懸濁液を原料濃度２〜４ｗｔ％に希釈する希釈工程、及び希釈した原料懸濁液を紙料入口ゾーン、置換洗浄ゾーン及び仕上がりゾーンを有するドラムタイプの灰分除去装置に導入して灰分を優先的に除去すると共に、原料濃度を５〜９ｗｔ％に濾過濃縮して灰分を全固形分中７〜２５ｗｔ％まで減少させる灰分除去工程、及び灰分除去工程から得られる原料を除塵・過酸化水素漂白・脱墨の順序で処理する脱墨パルプ製造工程を有することを特徴とする高灰分印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。
【請求項２】
前記灰分除去工程において発生する灰分含有濾液を処理して固形分濃度０．１ｗｔ％以下である低固形分濃度の濾液を得る濾液処理工程をさらに有しており、該低固形分濃度の濾液を前記離解工程、希釈工程、灰分除去工程及び脱墨パルプ製造工程の少なくとも１工程に希釈水及び／又は洗浄水として循環し使用することを特徴とする請求項１記載の高灰分印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。
【請求項３】
前記濾液処理工程は、前記灰分除去工程において発生する灰分含有濾液中の固形分を浮上分離する工程であることを特徴とする請求項２記載の高灰分印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高灰分印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法に関し、さらに詳しくは高灰分印刷古紙を脱墨再生する工程における脱墨パルプ製造能力、灰分除去性能を向上せしめて、低灰分印刷古紙からの脱墨パルプと同等乃至それ以下に灰分含有量が低減されている高灰分印刷古紙からの脱墨パルプの製造を可能とした脱墨パルプの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の脱墨パルプの製造設備においては、古紙原料の灰分含有量に関係なく、離解・除塵・漂白・脱墨の各工程にしたがった脱墨パルプの製造が行われている。また、従来の脱墨パルプの製造設備では、製品パルプの灰分を下げる必要がある場合には、灰分除去装置を洗浄設備として最終工程に組み入れるのが主流であった。
しかしながら、古紙原料の灰分が高くなると歩留が悪化し、原料古紙量が増えるため、設備処理能力以上の処理が求められることとなり、その結果、設備の脱墨性能が著しく低下して製品の残灰分が大きくなってしまう問題があった。
たとえば、コート印刷古紙の脱墨方法については特開平２−２２１４８０号公報に記載されているが、コート紙の脱墨方法に伴う排水の処理問題や製品中の残存灰分については全く記載がない。
【０００３】
また、印刷用紙・情報用紙に配合する古紙再生パルプは高白色度が求められるので、従来から色上古紙等の高白色度の古紙を原料に使用することがあった。しかし、古紙灰分が高く、既存設備での対応が難しく設備を新設する必要があるので、現状では効果的に使用できているとは言えない。このような理由から、1998年の紙・板紙への古紙利用は５５％であるのに対して、印刷・情報用紙への古紙利用は１８％にとどまっているのが現状である〔（財）古紙再生促進センターによる推定値〕。
このことは、都市近郊では印刷工場も多く存在し、都市型の工場では郊外型の工場に比べて印刷損紙が集まりやすいが、高灰分印刷古紙を低灰分印刷古紙と同様に処理する方法が確立されていなかったため、有効利用が進まなかったことが理由であると考えられる。
【０００４】
更に、都市型の工場の場合、排水量・ＣＯＤ負荷などの規制が極めて厳しい現状があるのに対して、高灰分印刷古紙を処理すると排水中の固形分濃度が上昇するためにＣＯＤカット率の低下を招き、ＣＯＤ負荷が上昇する。排水中の固形分を低下させるためには希釈水量を増やせば良いが、それに伴って排水量も増加するので得策ではない。従って、都市型の工場では、高灰分印刷古紙を処理するためには排水処理装置を増強することを求められこととなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高灰分印刷古紙の脱墨方法における上記のような問題を解消させ、従来方法より洗浄水量が少なくても従来方法と同等以上の白色度の脱墨パルプを得ることができる方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成することができる本発明は、基本的には離解した印刷古紙を脱墨工程に送るに先立って、灰分除去工程で原料の灰分濃度を低減せしめる処理を行うことを特徴とする方法であり、以下の各発明を包含する。
【０００７】
（１）灰分を全固形分中１５〜３５ｗｔ％含有する高灰分印刷古紙を離解する離解工程、離解した古紙懸濁液を原料濃度２〜４ｗｔ％に希釈する希釈工程、希釈した原料懸濁液を紙料入口ゾーン、置換洗浄ゾーン及び仕上がりゾーンを有するドラムタイプの灰分除去装置に導入して灰分を優先的に除去すると共に、原料濃度を５〜９ｗｔ％に濾過濃縮して灰分を全固形分中７〜２５ｗｔ％まで減少させる灰分除去工程、及び灰分除去工程から得られる原料を除塵・過酸化水素漂白・脱墨の順序で処理する脱墨パルプ製造工程を有することを特徴とする高灰分印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。
【０００８】
(2) 前記灰分除去工程において発生する灰分含有濾液を処理して固形分濃度０．１ｗｔ％以下である低固形分濃度の濾液を得る濾液処理工程をさらに有しており、該低固形分濃度の濾液を前記離解工程、希釈工程、灰分除去工程及び脱墨パルプ製造工程の少なくとも１工程に希釈水及び／又は洗浄水として循環し使用することを特徴とする(1) 記載の高灰分印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。
【０００９】
(3) 前記濾液処理工程は、前記灰分除去工程において発生する灰分含有濾液中の固形分を浮上分離する工程であることを特徴とする(2) 記載の高灰分印刷古紙から脱墨パルプを製造する方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の脱墨方法が処理対象とする高灰分印刷古紙は、灰分を１５％以上含有する印刷古紙であり、一般的には灰分を１５〜３５％含有する印刷古紙である。灰分１５％未満であれば、通常のチラシ込み新聞と同等の灰分量であり、通常設備で処理できる。しかし、本発明の方法によれば、これらの古紙も高灰分印刷古紙と一緒に処理することが可能である。
高灰分印刷古紙の例としては、塗工紙（アート紙、コート紙、軽量コート紙）に印刷がされている灰分を１５〜３５％含む印刷古紙及び非塗工紙であるが灰分を１５％〜３５％含む模造古紙等が挙げられる。
【００１１】
本発明の脱墨方法における前記離解工程は、固形分濃度１２〜１８％になるように原料古紙と希釈水を入れ、更に薬品（水酸化ナトリウム）を対パルプ０〜１．０重量％、好ましくは０．０１〜０．５重量％を加え、離解時間１０〜３０分、好ましくは１０〜２５分、更に好ましくは１０〜１８分、離解温度１０〜５０℃、好ましくは３０〜５０℃で離解する原料古紙離解工程である。
【００１２】
本発明の脱墨方法における前記希釈工程は、前記離解工程で離解した古紙原料を次の灰分除去工程へ移送するため希釈する工程である。希釈工程における希釈水としては、後記濾液処理工程から得られる灰分量が全固形分中７〜２５ｗｔ％まで減少されている処理水を使用することが好ましい。
【００１３】
本発明の脱墨方法における前記灰分除去工程は、原料中の灰分を優先的に除去し、繊維分のロスを最小限に止めるための洗浄工程である。一般的には、エキストラクター、フォールウォッシャー（商品名：栄工機製）、ダブルニップシックナー（商品名：石川島産業機械製）等の既存の装置を使用して行うことができる。本発明の方法においては、上記フォールウォッシャーを使用して実験を行っている。
【００１４】
上記フォールウォッシャーは、紙料入口ゾーン、置換洗浄ゾーン、仕上がりゾーンの３ゾーンを有するドラムタイプの洗浄機である。従来のドラムタイプの洗浄機は、紙料がマット状に形成されてしまいワイヤーとの接触回数が減少することにより洗浄効果が発揮されにくくなるデメリットがあったが、フォールウォッシャーはマットを形成させないように強力な高速攪拌羽根を取りつけてある。また、紙料処理には入口濃度を２〜４％の濃度で使用できるため、処理後の排水量を減少させることができる。また繊維分のロスも少ないという特徴がある。（「紙パ技協誌」53巻第９号第64〜67頁、特に65頁図１、特開平８−176985号公報、特開平９−188986号公報参照）
【００１５】
本発明の方法における脱墨パルプ製造工程は、除塵・漂白・脱墨の各工程からなる。除塵はスクリーン・クリーナーで原料中の異物を取り除く工程である。本発明の方法の実施にはスリットスクリーン（１段目0.25ｍｍスリット、２段目0.20ｍｍスリット）を使用した。クリーナーは重量異物を取り除くものである。
【００１６】
漂白は薬品を使用してパルプを白くする工程である。古紙再生には一般的には過酸化水素、ハイドロサルファイド、二酸化チオ尿素、ハイポ等が使用される。本発明の実施例では過酸化水素を使用している。
過酸化水素漂白工程は、過酸化水素対パルプ０．７〜３．５重量％、水酸化ナトリウム対パルプ１．５〜３．０重量％、珪酸ナトリウム対パルプ０／５〜１．０重量％（水酸化ナトリウム換算）で、漂白時間は１〜４時間、漂白パルプ濃度は２０〜３５％、漂白温度は５０〜７５℃で行われる。
【００１７】
脱墨工程は、フローテーターで空気にインキを吸着させてインキを系外に除去する工程である。フローテーターでの処理濃度は０．７〜１．５％、フローテーターでの処理温度は１０〜５０℃、好ましくは３０〜４５℃であり、脱墨剤は対パルプ０〜０．３重量％添加して行われる。
【００１８】
濾液処理工程は、灰分除去工程で発生する濾液の固形分を除去するための処理工程である。処理水は離解工程、希釈工程、灰分除去工程及び上記除塵・漂白・脱墨の各工程の希釈水及び／又は洗浄水として再利用することが好ましい。
濾液処理は浮上分離法によって行うことが好ましく、本発明の実施例ではポセイドンサターン（商品名：相川鉄工製）を使用している。ポセイドンサターンはセル本体を竪型円筒形とし、セル内に吹き込まれる微細気泡の単位当りの密度を高め、気泡と懸濁固形分（ＳＳ）との接触・付着機会を大きくすることにより固形分分離性能を高めようとしたものである。（「紙パ技協誌」第53巻第６号第52〜61頁、特に59頁図13、特表平９−503434号公報、特表平11−502761号公報参照。）
【００１９】
灰分除去工程で発生する濾液は、固形分濃度が１重量％であり、一般的に洗浄水として使用することができず、排水となることが多かった。本発明の方法では、灰分除去工程で発生する濾液を濾液処理工程で固形分の浮上分離処理をすることで処理水の固形分濃度を０．１重量％以下とすることができることから、この処理水を離解工程及び希釈工程の希釈水、灰分除去工程の洗浄水、除塵工程、漂白工程及び脱墨工程における希釈水及び／又は洗浄水等として再利用することが可能となり、それによって洗浄水の固形分濃度が低下するので節水が可能となった。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基いてより詳細に説明する。なお、特に断らない限り、原料濃度は灰分込みの固形分濃度を意味し、薬品添加率は重量％である。
【００２１】
〔測定方法〕
各工程の原料灰分をＴＡＰＰＩ  ２１１に準じて測定した。
製品パルプの白色度は分光白色度測色計（スガ試験機製）で測定した。
【００２２】
実施例１
コート紙を主体とする高灰分上質印刷古紙（灰分含有量２６．２％）１００％の原料をパルパーに仕込み原料濃度１５％、水酸化ナトリウム添加率対パルプ０．３％、離解時間１５分、離解温度３５℃で離解した（離解工程）。離解後、離解原料を３．６％に希釈し（希釈工程）、次いで、灰分除去装置（フォールウォッシャー：栄工機製）に導入し、原料濃度７．４％まで濃縮した（灰分除去工程）。灰分除去装置の濾液（固形分濃度１．０％）は濾液処理装置（ポセイドンサターン：相川鉄工製）で処理し、固形分濃度０．１％の処理水を得た。
得られた処理水は、古紙の離解工程における希釈水、離解後の離解原料の希釈工程における希釈水、灰分除去工程における灰分除去装置の洗浄水及び後記脱墨パルプ製造工程における洗浄水として使用した。
【００２３】
灰分除去工程から得られる灰分除去後のパルプスラリ−は３％に希釈後、脱墨パルプ製造設備（王子製紙春日井工場の既存古紙再生パルプ製造設備）にて処理し製品パルプを製造した。漂白条件は、過酸化水素添加率対パルプ２．５％、水酸化ナトリウム対パルプ添加率２．３％、珪酸ナトリウム添加率対パルプ水酸化ナトリウム換算０．７％、パルプ濃度２８％、漂白時間２時間３０分、漂白温度６５℃で行った。脱墨条件は、フローテーター処理濃度１．２％、フローテーター処理温度４２℃、脱墨剤添加率０．２５％で行った。脱墨剤は脂肪酸系脱墨剤「ＤＩ−１０５０」（商品名：花王製）を使用した。
【００２４】
比較例１
コート紙を主体とする高灰分上質印刷古紙（灰分含有量２６．２％）１００％の原料をパルパーに仕込み原料濃度１５％、水酸化ナトリウム添加率対パルプ０．３％、離解時間１５分、離解温度３５℃で離解した（離解工程）。離解後の離解原料を３．６％に希釈し（希釈工程）、パルプスラリ−は３％に希釈後、実施例１と同一の既存の脱墨パルプ製造設備（王子製紙春日井工場の既存古紙再生パルプ製造設備）にて処理し製品パルプを製造した。漂白条件、脱墨条件は実施例１と同条件で行った。
以上の結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
0003799989.tif 000002
【００２６】
表１中、洗浄水原単位とは、製品パルプ１ＡＤＴ（エアードライトン：水分１０％含む）を製造するのに使用する洗浄水の総量である。
【００２７】
実施例２
灰分を１５％以上含む模造古紙を主体とする高灰分上質印刷古紙（灰分含有量１５．９％）１００％の原料をパルパーに仕込み原料濃度１５％、水酸化ナトリウム添加率対パルプ０．３％、離解時間１５分、離解温度３５℃で離解した（離解工程）。離解後の離解原料を３．０％に希釈し（希釈工程）、次いで、灰分除去装置（フォールウォッシャー：栄工機製）に導入し、原料濃度６．８％まで濃縮した（濃縮工程）。灰分除去装置の濾液は白水処理装置（ポセイドンサターン：相川鉄工製）で処理し、固形分濃度０．１％の処理水を得た。
得られた処理水は、古紙の離解工程における離解の希釈水、離解後の離解原料の希釈工程における希釈水、灰分除去工程における灰分除去装置の洗浄水及び後記脱墨パルプ製造工程の洗浄水として使用した。
【００２８】
灰分除去工程から得られる灰分除去後のパルプスラリ−は３％に希釈後、脱墨パルプ製造設備（王子製紙春日井工場の既存古紙再生パルプ製造設備）にて処理し、製品パルプを製造した。漂白条件は過酸化水素添加率対パルプ１．５％、水酸化ナトリウム対パルプ添加率１．８％、珪酸ナトリウム添加率対パルプ水酸化ナトリウム換算０．６％、パルプ濃度２８％、漂白時間２時間３０分、漂白温度６０℃で行った。脱墨条件はフローテーター処理濃度１．２％、フローテーター処理温度４０℃、脱墨剤添加率０．２５％で行った。脱墨剤は脂肪酸系脱墨剤「ＤＩ−１０５０」（商品名：花王製）を使用した。
【００２９】
比較例２
灰分を１５％以上含む模造古紙を主体とする高灰分上質印刷古紙（灰分含有量１５．９％）１００％の原料をパルパーに仕込み原料濃度１５％、水酸化ナトリウム添加率対パルプ０．３％、離解時間１５分、離解温度３５℃で離解した（離解工程）。離解後の離解原料を３．６％に希釈し（希釈工程）、パルプスラリ−は３％に希釈後、実施例２と同一の既存の脱墨パルプ製造設備（王子製紙春日井工場の既存古紙再生パルプ製造設備）にて処理して製品パルプを製造した。漂白条件、脱墨条件は実施例２と同条件で行った。
以上の結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
0003799989.tif 000003
【００３１】
実施例３
灰分を３０％以上含む塗工紙を主体とする高灰分上質印刷古紙（灰分含有量３１．９％）１００％の原料をパルパーに仕込み原料濃度１５％、水酸化ナトリウム添加率対パルプ０．３％、離解時間１５分、離解温度３５℃で離解した（離解工程）。離解後の離解原料を３．８％に希釈し（希釈工程）、次いで、灰分除去装置（フォールウォッシャー：栄工機製）に導入し、原料濃度７．８％まで濃縮した（灰分除去工程）。灰分除去装置の濾液は白水処理装置（ポセイドンサターン：相川鉄工製）で処理し、固形分濃度０．１％の処理水を得た。
得られた処理水は、古紙の離解工程における希釈水、離解後の離解原料の希釈工程における希釈水、灰分除去工程における灰分除去装置の洗浄水及び後記脱墨パルプ製造工程の洗浄水として使用した。
【００３２】
灰分除去後のパルプスラリ−は３％に希釈後、脱墨パルプ製造設備（王子製紙春日井工場の既存古紙再生パルプ製造設備）にて処理して製品パルプを製造した。漂白条件は、過酸化水素添加率対パルプ３．０％、水酸化ナトリウム対パルプ添加率２．４％、珪酸ナトリウム添加率対パルプ水酸化ナトリウム換算０．８％、パルプ濃度３０％、漂白時間２時間３０分、漂白温度６８℃で行った。脱墨条件はフローテーター処理濃度１．４％、フローテーター処理温度４４℃、脱墨剤添加率０．２５％で行った。脱墨剤は脂肪酸系脱墨剤脂肪酸系脱墨剤「ＤＩ−１０５０」（商品名：花王製）を使用した。
【００３３】
比較例３
灰分を３０％以上含む塗工紙を主体とする高灰分上質印刷古紙（灰分含有量３１．９％）１００％の原料をパルパーに仕込み原料濃度１５％、水酸化ナトリウム添加率対パルプ０．３％、離解時間１５分、離解温度３５℃で離解した（離解工程）。離解後の離解原料を３．８％に希釈し（希釈工程）、パルプスラリ−は３％に希釈後、実施例２と同一の既存の脱墨パルプ製造設備（王子製紙春日井工場の既存古紙再生パルプ製造設備）にて処理して製品パルプを製造した。漂白条件、脱墨条件は実施例３と同条件で行った。
以上の結果を表３に示す。
【００３４】
【表３】
0003799989.tif 000004
【００３５】
【発明の効果】
上記表１，２及び３に示したように、本発明によれば、離解後に灰分除去を行うことで製品パルプの灰分は１．２〜２．２％低下し、製品パルプ白色度は３．５〜３．８％上昇した。洗浄水原単位は２２〜６０ｍ3 ／ＡＤＴ削減でき、比率としては１８〜４４％削減することができた。