JP6875828B2 - Paper containing pulp fibers derived from dental floss - Google Patents
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Description
本発明は、古紙の脱墨工程で発生する脱墨フロスを利用して紙を製造する技術に関する。特に本発明は、脱墨フロスに含まれるパルプ繊維を用いて紙を製造する技術に関しており、本発明によれば、廃棄物である脱墨フロスを有効に活用して効率的に紙を製造することができる。 The present invention relates to a technique for producing paper using deinking floss generated in the deinking process of used paper. In particular, the present invention relates to a technique for producing paper using pulp fibers contained in deinking floss, and according to the present invention, paper is efficiently produced by effectively utilizing deinking floss, which is a waste product. be able to.
近年、省資源あるいは環境問題といった観点から古紙の利用が拡大している。一般に、古紙として回収された印刷物から、脱墨処理によってインキなどを除去して脱墨パルプ(DIP)を製造し、その脱墨パルプを用いていわゆる再生紙が製造されている。 In recent years, the use of used paper has been expanding from the viewpoint of resource saving or environmental problems. In general, deinked pulp (DIP) is produced by removing ink and the like from printed matter collected as used paper by deinking treatment, and so-called recycled paper is produced using the deinked pulp.
その一方で、古紙の脱墨処理において発生する脱墨フロスについても、それを有効活用するための技術が提案されている。
例えば、特許文献1(特開2012-97368号公報)には、新聞古紙の脱墨工程が排出される脱墨フロスから炭酸カルシウムを含む無機粒子を製造することが提案されている。また、特許文献2(特開2012-201565号公報)には、新聞古紙の脱墨工程が排出される脱墨フロスからシリカと炭酸カルシウムの複合粒子を製造することが提案されており、メタカオリン及び含水珪酸マグネシウムの表面に炭酸カルシウムおよびシリカが複合した粒子が記載されている。
On the other hand, a technique for effectively utilizing the deinking floss generated in the deinking process of used paper has been proposed.
For example, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-97368) proposes to produce inorganic particles containing calcium carbonate from deinking floss from which the deinking step of used newspaper is discharged. Further, Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-201565) proposes to produce composite particles of silica and calcium carbonate from deinking floss from which the deinking step of used newspaper is discharged. Particles in which calcium carbonate and silica are composited are described on the surface of hydrous magnesium silicate.
さらに、特許文献3〜5には、脱墨工程から排出される脱墨フロスから製造した無機粒子を填料として用いて紙を製造することが提案されている。すなわち、特許文献3(特開2011-144470号公報)には、脱墨フロス由来の無機粒子を内添した新聞用紙、特許文献4(特開2011-25447号公報)には、脱墨フロス由来の無機粒子を内添したインクジェット記録用紙、特許文献5(特開2010-229564号公報)には、脱墨フロス由来の無機粒子を内添したクラフト紙が提案されている。
Further,
一般に、古紙の脱墨工程で発生する脱墨フロスは、印刷物に含まれるインキや接着剤などの異物、紙に含まれる無機粒子などを主体とするものであり、従来は、脱墨フロスから無機粒子を製造することや、脱墨フロスを燃焼して熱を回収するサーマルリサイクルが行われてきた。 In general, the deinking floss generated in the deinking process of used paper is mainly composed of foreign substances such as ink and adhesive contained in printed matter, and inorganic particles contained in paper. Conventionally, deinking floss has been changed to inorganic. Particles have been manufactured and thermal recycling has been carried out to recover heat by burning deinked floss.
しかしながら、脱墨フロスにはパルプ繊維も含まれており、脱墨フロスに含まれるパルプ繊維を再利用できれば、脱墨フロスをより有効に活用することが可能になる。
このような状況に鑑み、本発明は、古紙の脱墨工程で発生する脱墨フロスを有効活用する技術を提供することをその目的とする。特に本発明は、脱墨フロスに含まれるパルプ繊維を用いて紙を製造する技術に関する。
However, the deinking floss also contains pulp fibers, and if the pulp fibers contained in the deinking floss can be reused, the deinking floss can be used more effectively.
In view of such a situation, an object of the present invention is to provide a technique for effectively utilizing the deinking floss generated in the deinking process of used paper. In particular, the present invention relates to a technique for producing paper using pulp fibers contained in deinked floss.
上記課題について鋭意検討したところ、本発明者らは、古紙の脱墨工程で生じる脱墨フロスに対して特定の機械的処理を施すことによって、脱墨フロスを製紙工程に有効に活用できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have found that the deinking floss can be effectively utilized in the papermaking process by applying a specific mechanical treatment to the deinking floss generated in the deinking process of used paper. , The present invention has been completed.
これに限定されるものではないが、本発明は、以下の態様を包含する。
(1) 印刷古紙の脱墨処理において発生する脱墨フロスに機械的処理を施す工程と、機械的処理を施した脱墨フロスを含むパルプスラリーから紙を製造する工程と、を含む、紙の製造方法。
(2) 前記機械的処理を施す工程の後に、フローテーション処理を行う、(1)に記載の方法。
(3) 前記機械的処理を施す工程において、キャビテーションを用いた機械的処理を行う、(1)または(2)に記載の方法。
(4) 前記機械的処理を施す工程において、噴流型キャビテーション発生装置を用いた機械的処理を行う、(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。
(5) 前記機械的処理を施す工程において、回転型解繊機を用いた機械的処理を行う、(1)または(2)に記載の方法。
(6) 前記パルプスラリーが脱墨パルプを含む、(1)〜(5)のいずれかに記載の方法。
(7) 脱墨フロス由来のパルプ繊維を内添した紙。
(8) 脱墨フロス由来のパルプ繊維を含有する紙力増強剤。
The present invention includes, but is not limited to, the following aspects.
(1) Paper including a step of mechanically applying a mechanical treatment to the deinking floss generated in the deinking treatment of printed waste paper and a step of producing paper from a pulp slurry containing the mechanically treated deinking floss. Production method.
(2) The method according to (1), wherein a flotation treatment is performed after the step of performing the mechanical treatment.
(3) The method according to (1) or (2), wherein in the step of performing the mechanical treatment, the mechanical treatment using cavitation is performed.
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein in the step of performing the mechanical treatment, the mechanical treatment is performed using a jet type cavitation generator.
(5) The method according to (1) or (2), wherein in the step of performing the mechanical treatment, the mechanical treatment is performed using a rotary defibrator.
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein the pulp slurry contains deinked pulp.
(7) Paper with pulp fibers derived from deinking floss.
(8) A paper strength enhancer containing pulp fibers derived from deinking floss.
本発明によれば、古紙の脱墨工程で生じる脱墨フロス由来の繊維を用いて紙を製造することができる。本発明によれば、廃棄物である脱墨フロスを資源として有効活用することが可能になる。また、脱墨フロス由来のパルプ繊維を用いて抄紙すると、紙の強度(裂断長)、印刷面感が向上する。 According to the present invention, paper can be produced using fibers derived from deinking floss produced in the deinking step of used paper. According to the present invention, it becomes possible to effectively utilize the waste deinking floss as a resource. Further, when paper is made using pulp fibers derived from deinking floss, the strength (split length) of the paper and the feeling of the printed surface are improved.
本発明は、古紙原料の脱墨工程において生じる脱墨フロスを用いて紙を製造する技術に関する。特に本発明は、脱墨フロスに含まれるパルプ繊維を活用する技術に関する。
脱墨フロス
本発明は脱墨フロスを用いる。本発明において脱墨フロス(froth)とは、印刷物を含む古紙原料を脱墨工程に供した際、フローテーション工程で発生する泡沫であり、インキ成分や微細繊維、無機薬品などを含有するものである。古紙原料である印刷物としては、紙を含む基材に印刷が施されたものであれば特に制限なく使用でき、例えば、紙にフィルムなどを付したものに印刷を施した印刷物、塗工紙に印刷を施した印刷物、非塗工紙に印刷を施した印刷物などを含んでいてもよい。具体的には、例えば、新聞用紙、中質紙、上質紙、塗工紙、微塗工紙、感熱記録紙、ノーカーボン紙、色上質紙、PPC用紙(トナー印刷用紙)、紙器、シール・ラベル、帳票、段ボール、白板紙などに印刷した古紙に本発明を適用でき、光沢のある印刷物やOPニスやUVクリアコート等の表面加工処理した印刷物であってもよい。
The present invention relates to a technique for producing paper using deinking floss generated in the deinking process of a used paper raw material. In particular, the present invention relates to a technique for utilizing pulp fibers contained in deinked floss.
Dental floss The present invention uses dental floss. In the present invention, the deinking floss is a foam generated in the flotation process when a used paper raw material including a printed matter is subjected to the deinking process, and contains ink components, fine fibers, inorganic chemicals and the like. is there. The printed matter, which is a raw material for used paper, can be used without particular limitation as long as it is printed on a base material including paper. It may include printed matter printed, printed matter printed on uncoated paper, and the like. Specifically, for example, newspaper paper, medium-quality paper, high-quality paper, coated paper, finely coated paper, heat-sensitive recording paper, no-carbon paper, colored high-quality paper, PPC paper (toner printing paper), paper containers, stickers, etc. The present invention can be applied to used paper printed on labels, forms, cardboard, white paperboard, etc., and may be glossy printed matter or surface-processed printed matter such as OP varnish or UV clear coat.
本発明を適用する印刷物として、あらゆる印刷方式で印刷した古紙を用いることができる。印刷物に施された印刷の方式としては、例えば、フレキソ印刷などの凸版印刷、グラビア印刷などの凹版印刷、オフセット印刷などの平版印刷、スクリーン印刷(シルク印刷)などの孔版印刷、静電気を利用した静電印刷(トナー印刷)、UVインキやハイブリッドUVインキ、高感度UVインキを用いたUV印刷、パソコン用プリンターなどに広く用いられるインクジェット印刷やレーザー印刷などを挙げることができる。また、印刷されたインキ(インク)についても特に制限はなく、各種印刷方式で用いられる色材が印刷された印刷物を用いることができる。 As the printed matter to which the present invention is applied, used paper printed by any printing method can be used. Printing methods applied to printed matter include, for example, letterpress printing such as flexo printing, concave printing such as gravure printing, flat printing such as offset printing, stencil printing such as screen printing (silk printing), and static printing using static electricity. Examples include electric printing (toner printing), UV ink, hybrid UV ink, UV printing using high-sensitivity UV ink, inkjet printing and laser printing widely used in personal computer printers and the like. Further, the printed ink is not particularly limited, and a printed matter printed with a color material used in various printing methods can be used.
本発明において脱墨パルプ(DIP)とは、印刷物から印刷インキなどを除去して再生されたパルプを意味し、一般に、印刷物を離解してスラリーとしつつ、機械的応力、脱墨剤などの薬品を用いてインキを除去することによって得られる。原料となる印刷物としては、例えば、新聞紙、チラシ、雑誌、書籍、事務用紙、封書、感熱紙、ノーカーボン紙、段ボール、白板紙、その他複写機、OA機器から生ずる印刷紙などが含まれる。粘着剤、接着剤、粘着テープ、雑誌の背糊などの粘着物、樹脂などのコーティングやラミネートを含む印刷物も本発明の印刷物として用いることができる。また、印刷物は、灰分と呼ばれる無機粒子を含有してもよい。灰分は無機粒子全般を指し、紙の製造時に内添された、もしくは、塗工された填料、顔料など紙を灰化した際に残存する物質である。例えば、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、二酸化チタン等が挙げられるが、これらに限定するものではない。 In the present invention, the deinking pulp (DIP) means a pulp regenerated by removing printing ink or the like from a printed matter, and generally, chemicals such as mechanical stress and a deinking agent are used while disintegrating the printed matter into a slurry. It is obtained by removing the ink using. Printed matter as a raw material includes, for example, newspaper, leaflets, magazines, books, office paper, sealed letters, thermal paper, carbonless copy paper, cardboard, white paperboard, other copying machines, printing paper produced from OA equipment, and the like. Printed matter containing adhesives, adhesives, adhesive tapes, adhesives such as magazine spines, and coatings and laminates such as resins can also be used as the printed matter of the present invention. In addition, the printed matter may contain inorganic particles called ash. Ash content refers to all inorganic particles, and is a substance that remains when paper is incinerated, such as fillers and pigments that have been added or applied during the manufacture of paper. Examples thereof include, but are not limited to, calcium carbonate, talc, kaolin, titanium dioxide and the like.
本発明に係る脱墨フロスは、印刷物を含む古紙原料を用いて脱墨パルプを製造する際、フローテーション工程において発生するが、脱墨パルプを製造するための方法は特に制限されず、一般に公知の方法を採用することができる。 The deinking floss according to the present invention is generated in a flotation step when producing deinking pulp using a recycled paper raw material containing a printed matter, but the method for producing deinking pulp is not particularly limited and is generally known. Method can be adopted.
本発明において印刷物を脱墨する際には、公知の脱墨装置や脱墨剤を使用することができる。脱墨工程で用いる装置の例としては、例えば、ニーダー、ディスパーザー、やニーディングパルパーなどを挙げることができる。脱墨剤の例としては、公知の界面活性剤、例えば、脂肪酸塩、高級アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸などのアルキレンオキシド付加物などの非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、および、有機溶剤、タンパク質、酵素、天然高分子、合成高分子などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。単一成分からなるものであっても2種以上の成分の混合物であっても脱墨剤として使用できることは当然である。例えば、脱墨パルプを製造する一つの態様において、アルカリ性薬品や界面活性剤などを添加して古紙の離解を行う離解処理、機械的シェアとアルカリ条件下でインキをパルプから剥離するインキ剥離処理、パルプから分離されたインキを除去するフローテーション処理および/または洗浄処理、などを実施することができる。また、例えば、パルプを脱水して18〜35重量%のパルプ濃度に調整した後、アルカリ性薬品や界面活性剤などを添加してパルプからインキをさらに剥離させたり(アルカリ浸漬処理や熟成処理)、再度のフローテーション処理や洗浄処理によってパルプからインキを除去することをしてもよい。また、除塵工程(異物除去工程)を設けて異物を除去してもよい。 When deinking printed matter in the present invention, a known deinking device or deinking agent can be used. Examples of the device used in the deinking step include a kneader, a disperser, and a kneading pulper. Examples of deinking agents include known surfactants, such as nonionic surfactants such as fatty acid salts, higher alkyl sulphates, alkylbenzene sulfonates, higher alcohols, alkylphenols, alkylene oxide adducts such as fatty acids, and yin. Examples include, but are not limited to, ionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and organic solvents, proteins, enzymes, natural polymers, synthetic polymers and the like. It goes without saying that either a single component or a mixture of two or more components can be used as a deinking agent. For example, in one embodiment of producing deinked pulp, a decoupling treatment in which an alkaline chemical or a surfactant is added to disintegrate used paper, an ink delamination treatment in which ink is peeled from pulp under mechanical shear and alkaline conditions, A flotation treatment and / or a cleaning treatment, etc., for removing the ink separated from the pulp can be carried out. Further, for example, after the pulp is dehydrated to adjust the pulp concentration to 18 to 35% by weight, an alkaline chemical or a surfactant is added to further peel the ink from the pulp (alkaline immersion treatment or aging treatment). Ink may be removed from the pulp by another flotation treatment or cleaning treatment. Further, a dust removing step (foreign matter removing step) may be provided to remove the foreign matter.
本発明においては、パルプ繊維に付着しているインキを機械的なシェアを与えることにより剥離する工程のことを「脱インキ工程」といい、剥離されたインキを系外に除去する工程のことを「インキ除去工程」ということもある。 In the present invention, the step of peeling the ink adhering to the pulp fiber by giving a mechanical share is called "deinking step", and the step of removing the peeled ink from the system is called "deinking step". It is also called "ink removal process".
本発明においては、アルカリ性薬品を添加して脱インキ工程を行うことができる。中性以上のpHで脱インキ工程を行うと、古紙の離解性やインキ剥離性が向上するため好ましい。好ましい態様において、脱インキ工程におけるpHは7〜13であり、より好ましくは8〜12、さらに好ましくは9〜11のpHとしてもよい。pHの調整は、いつ行ってもよいが、脱インキ工程の初段階である離解処理時に実施することが最も好ましい。アルカリ薬品は、苛性ソーダ、水酸化カリウム、珪酸ソーダ、炭酸ソーダのうち少なくとも一種類以上を使用すればよい。 In the present invention, the deinking step can be performed by adding an alkaline chemical. It is preferable to perform the deinking step at a pH of neutral or higher because the releasability and ink releasability of used paper are improved. In a preferred embodiment, the pH in the deinking step is 7 to 13, more preferably 8 to 12, and even more preferably 9 to 11. The pH may be adjusted at any time, but most preferably it is carried out during the disintegration treatment, which is the first step of the deinking step. As the alkaline chemical, at least one of caustic soda, potassium hydroxide, sodium silicate, and sodium carbonate may be used.
本発明に係る脱墨フロスは、印刷物を含む古紙原料を用いて脱墨パルプを製造する際、フローテーション工程において発生するが、脱墨パルプを製造するための方法は特に制限されず、一般に公知の方法を採用することができる。 The deinking floss according to the present invention is generated in a flotation step when producing deinking pulp using a recycled paper raw material containing a printed matter, but the method for producing deinking pulp is not particularly limited and is generally known. Method can be adopted.
印刷古紙の脱墨処理(脱墨パルプの製造)
一般的に、脱墨パルプは、例えば、下記のような一連の処理によって印刷古紙から製造することができる。すなわち、パルパー等の機械的解繊を伴う離解装置で古紙をスラリーとし(離解処理)、スクリーンやクリーナー等の除塵装置で異物を除去し(除塵処理)、必要に応じて過酸化水素等で漂白し(漂白処理)、フローテーター等の浮選機で微細繊維やインク成分等を浮上選別し(浮選処理)、洗浄処理、脱水処理するなどして、古紙脱墨パルプを製造している。もちろん、例えば、浮選処理を多段としたり、一連の処理の途中でニーディング(混練)処理やディスパージョン(分散)を行う場合もある。
Deinking of used printed paper (manufacturing of deinked pulp)
In general, deinked pulp can be produced from used printed paper by, for example, a series of treatments as described below. That is, waste paper is made into a slurry with a disintegration device that involves mechanical defibration such as pulper (dissolution treatment), foreign matter is removed with a dust removal device such as a screen or cleaner (dust removal treatment), and bleached with hydrogen peroxide or the like as necessary. Recycled paper deinked pulp is manufactured by flotating and sorting fine fibers and ink components with a flotator such as a flotator (bleaching treatment), cleaning treatment, and dehydration treatment. Of course, for example, the flotation process may be performed in multiple stages, or kneading (kneading) processing or dispersion (dispersion) may be performed in the middle of a series of processing.
(離解処理)
一般に、受け入れた印刷古紙を、パルパーなどにおいてパルプ繊維に解された状態にし、古紙を水性溶媒に離解したパルプスラリーを得る。離解する際のパルプ濃度に限定は無いが、パルパーは、処理するパルプ濃度に応じて、低濃度パルパー(濃度:3〜5%)と高濃度パルパー(濃度:13〜18%)、などに分類されるが、装置の構造に基づいて分類される場合もある(ニーディングパルパーなど)。本発明においては、いずれのパルパーを使用してもよいが、高濃度パルパーやドラムパルパーを用いることが望ましい。これらのパルパーによると、ホットメルトなどの異物を細かくすることなく、パルプを離解することができるので、異物の細分化が進んでいない状態でクリーナーやスクリーンで処理することができ、異物除去効率が良くなる。
(Dissociation processing)
Generally, the received printed waste paper is made into a state of being dissolved into pulp fibers by a pulper or the like, and the used paper is dissociated into an aqueous solvent to obtain a pulp slurry. The pulp concentration at the time of disintegration is not limited, but pulpers are classified into low-concentration pulper (concentration: 3 to 5%) and high-concentration pulper (concentration: 13 to 18%) according to the pulp concentration to be processed. However, it may be classified based on the structure of the device (such as kneading pulper). In the present invention, any pulper may be used, but it is desirable to use a high-concentration pulper or a drum pulper. According to these pulpers, the pulp can be dissociated without making foreign substances such as hot melts finer, so it can be treated with a cleaner or screen without the foreign substances being subdivided, and the foreign matter removal efficiency is improved. Get better.
(除塵処理)
脱墨パルプを製造する際、スクリーンやクリーナーなどの除塵装置を用いて異物を除去することができる。除塵処理は、複数回に分けて実施することができ、好ましい態様において、古紙離解後の粗大異物除去を目的とする粗選工程と、完成パルプに要求される品質を満足するレベルまで異物を除去する精選工程を設けることができる。パルパーを出た古紙スラリーは、好ましい態様において、まず重量異物を除去する高濃度クリーナー(濃度3〜4%)で、砂や金属などを分離し、次いで、粗選スクリーン(濃度1.5〜4%)で紐や大きい粘着異物を除去することができる。精選スクリーンは、処理濃度は1.0〜1.5%程度であるが、フローテーターの前段に設置する場合は、設備の小型化、経済性を考慮し比較的高濃度(1.5〜2%)で処理することもできる。好ましい態様において、丸孔スクリーンやスリットスクリーンなどのスクリーンを用いることができるが、例えば、丸孔スクリーンの孔の直径を1.0〜7.0mmφとすることができ、スリットスクリーンのスリット幅を0.10〜0.40mmとすることができる。本発明においては、クリーナーを用いて除塵することもできるが、クリーナーは、渦流などによって生じる繊維と異物の比重差によって異物を選別する装置であり、スクリーンでは除去しにくい細かい砂、金属などの重量異物やホットメルト、ポリ紐などの軽量異物の除去に適している。クリーナーにおいては、スラリーが低濃度であると異物除去効率が高いため、通常1%前後の濃度で処理することが多い。
(Dust removal processing)
When producing deinked pulp, foreign matter can be removed using a dust remover such as a screen or a cleaner. The dust removal treatment can be carried out in a plurality of times, and in a preferred embodiment, a rough selection step for removing coarse foreign matter after disintegration of used paper and foreign matter are removed to a level satisfying the quality required for the finished pulp. A selection process can be provided. In a preferred embodiment, the recycled paper slurry from the pulper is first separated from sand, metal, etc. with a high-concentration cleaner (
(漂白処理)
本発明においては、必要に応じて、過酸化水素などの薬品を用いて漂白などの処理を行うことができる。アルカリ条件下でパルプスラリーを熟成させることによって、未剥離インクを低減することができ、例えば、粗選スクリーンや精選スクリーンの後で処理を行うことが好ましい。アルカリ条件下で熟成させる際に、過酸化水素漂白などの薬品を兼用し、アルカリ薬品と同時に過酸化水素およびケイ酸ナトリウムを添加することも好ましい。パルプ濃度が高いほど薬品の効果が高いため、パルプ濃度を13〜30%程度とすることが好ましく、例えば、中濃度で漂白処理する場合、13〜20%程度、高濃度で漂白処理する場合、25〜30%程度とできる。
(Bleach processing)
In the present invention, if necessary, a treatment such as bleaching can be performed using a chemical such as hydrogen peroxide. By aging the pulp slurry under alkaline conditions, the unpeeled ink can be reduced, and for example, it is preferable to perform the treatment after the rough selection screen or the selection screen. When aging under alkaline conditions, it is also preferable to use a chemical such as hydrogen peroxide bleaching and add hydrogen peroxide and sodium silicate at the same time as the alkaline chemical. The higher the pulp concentration, the higher the effect of the chemicals. Therefore, it is preferable to set the pulp concentration to about 13 to 30%. For example, when bleaching at a medium concentration, about 13 to 20%, and when bleaching at a high concentration, It can be about 25 to 30%.
(フローテーション処理)
フローテーター処理(浮選処理)は、パルプスラリー中に空気の泡を送り込んで、疎水性のインク粒子を泡表面に吸着させ、系外へ除去するための工程である。フローテーター処理を行う際のパルプ濃度は、好ましい態様において、0.8〜1.5%程度とすることができる。フローテーション処理では、各種装置を用いることが可能である。フローテーション処理に用いる装置としては、外部設置されたブロワーによりフローテーター本体に空気を強制的に送り込む強制給気式のフローテーターや、インジェクター部にパルプスラリーを圧送することにより空気が吸い込まれる空気自給式のフローテーター、BOX型フローテーター、エコセル型フローテーター、MTフローテーター、OKフローテーター、マックセルフローテーター等が挙げられる。
(Floatation processing)
The flotator treatment (flotation treatment) is a step of sending air bubbles into the pulp slurry to adsorb hydrophobic ink particles on the foam surface and remove them from the system. In a preferred embodiment, the pulp concentration at the time of performing the floatator treatment can be about 0.8 to 1.5%. Various devices can be used in the flotation process. The equipment used for the flotation process is a forced air supply type floatator that forcibly sends air to the floatator body by an externally installed blower, and air self-sufficiency in which air is sucked by pumping pulp slurry to the injector part. Examples thereof include a type floatator, a BOX type floatator, an ecocell type floatator, an MT floatator, an OK floatator, and a Mac cell floatator.
(混練処理・分散処理)
本発明においては、機械的な力でインクを剥離するため、混練や分散を行うこともできる。インクの剥離のほか、インクをフローテーターで除去しやすい粒径にしたり、黒染繊維の減少に効果がある。処理濃度は、20〜35%程度が一般的である。
(Kneading process / dispersion process)
In the present invention, since the ink is peeled off by a mechanical force, kneading and dispersion can be performed. In addition to peeling ink, it is effective in making the particle size easy to remove ink with a floatator and reducing black dyed fibers. The treatment concentration is generally about 20 to 35%.
(インキ剥離処理)
本発明において、機械的シェアによるインキ剥離処理を行う場合、ニーダー、ディスパーザー、マイカプロセッサー、ニーディングパルパーやリファイナーなどの公知の装置を制限なく使用することができる。
(Ink peeling process)
In the present invention, when performing the ink peeling treatment by mechanical shear, known devices such as a kneader, a disperser, a mica processor, a kneading pulper and a refiner can be used without limitation.
本発明において、離解工程、および、インキ剥離処理を終えた後は、所望に応じて脱墨剤、漂白剤、キレート剤、凝集剤などのフローテーション助剤などを加えて各種処理を行なうことができる。また、その後、除塵工程(異物除去工程)を行なってもよい。これらのときには繊維や異物に高剪断力がかからないため、pHは弱アルカリ性から中性のままでもよいし、アルカリ性にしてもかまわない。ただし、望ましくは弱アルカリ性から中性のままで処理を行った方が、パルプ繊維がアルカリ性条件下にある時間が短くなるので、CODの低減効果は高くなる。除塵工程(異物除去工程)は離解処理の後及び/またはインキ剥離処理の後で行ってもよい。 In the present invention, after the disintegration step and the ink peeling treatment are completed, various treatments can be performed by adding a flotation aid such as a deinking agent, a bleaching agent, a chelating agent, and a coagulant, if desired. it can. After that, a dust removing step (foreign matter removing step) may be performed. In these cases, since high shearing force is not applied to the fibers and foreign substances, the pH may remain weakly alkaline to neutral, or may be alkaline. However, preferably, when the treatment is carried out in a weakly alkaline to neutral state, the time that the pulp fibers are under alkaline conditions is shortened, so that the COD reduction effect is higher. The dust removing step (foreign matter removing step) may be performed after the disintegration treatment and / or after the ink peeling treatment.
さらに、このようにして得られた脱墨パルプは、その後、必要に応じて、ECF漂白などの漂白を行なってもよい。本発明の方法により製造された脱墨パルプを用いて紙を製造数ことができる。本発明により製造された脱墨パルプを含む紙は、紙面上のダート(黒点、チリ等)が少なく、優れた品質を有する。本発明の脱墨パルプの製造方法においては、必要以上に機械的な力をかけずに済むため、パルプ繊維の膨潤や損傷が抑制され、繊維の濾水性や強度が低下することがないため、嵩、不透明度、剛度が良好で、かつ印刷適性に優れた紙を得ることができる。 Further, the deinked pulp thus obtained may be then bleached, such as ECF bleaching, if necessary. Paper can be produced using the deinked pulp produced by the method of the present invention. The paper containing deinked pulp produced by the present invention has few dirts (black spots, dust, etc.) on the paper surface and has excellent quality. In the method for producing deinked pulp of the present invention, since it is not necessary to apply an unnecessarily mechanical force, swelling and damage of the pulp fibers are suppressed, and the drainage and strength of the fibers are not lowered. It is possible to obtain paper having good bulk, opacity and rigidity, and excellent printability.
脱墨フロスの機械的処理
本発明においては、脱墨フロスに対して機械的処理を施す。好ましい態様において、脱墨フロスに対する機械的処理は、叩解機や離解機、混練・分散機による処理やキャビテーションによる処理などにより実施することができる。
Mechanical treatment of deinking floss In the present invention, deinking floss is mechanically treated. In a preferred embodiment, the mechanical treatment for deinking floss can be carried out by a beating machine, a disintegrating machine, a kneading / dispersing machine, a cavitation treatment, or the like.
機械的処理で使用できる機械としては、例えば、ファイナー、コニファイナー、トップファイナー、セブンファイナー、コニディスク、デフレーカー、コニカルフレーカー、パワーファイナー等の解繊機、リファイナー、ダブルディスクリファイナー、ビーター等の叩解機、ニーダー、ディスパーザー、ホットディスパーザー、ニュータイゼン、マイカプロセッサー等の混練・分散機、キャビテーション処理装置などが挙げられる。 Machines that can be used for mechanical processing include, for example, defibrators such as finers, conifers, top finalers, seven finalers, conidiscs, deflakers, conical flakers, and power finers, refiners, double disc refiners, beaters and the like. , Kneader, Disperser, Hot Disperser, New Taizen, Kneader / Disperser such as Mica Processor, Cavitation Processing Equipment, etc.
好ましい態様において、回転型解繊機で機械的処理することが可能である。すなわち、細かなスリットを持つディスク状またはコニカル状刃物を高速回転させ、そこに脱墨フロスを導入することによって、流体力学的衝撃波により脱墨フロスを機械的処理することが可能である。このような装置としては、ファイナー、コニファイナー、トップファイナー、セブンファイナー、コニディスク、デフレーカー、コニカルフレーカー、パワーファイナー等が挙げられる。 In a preferred embodiment, it can be mechanically processed with a rotary defibrator. That is, by rotating a disk-shaped or conical blade having fine slits at high speed and introducing the deinking floss into the disc-shaped or conical blade, it is possible to mechanically process the deinking floss by a hydrodynamic shock wave. Examples of such a device include a finer, a conifiner, a top finaler, a seven finaler, a conidisc, a deflaker, a conical flaker, a power finaler, and the like.
脱墨フロススラリーの固形分濃度は、0.01〜5.0重量%であることが好ましく、0.1〜4.5重量%がより好ましく、0.5〜4.0重量%がさらに好ましい。また、スラリーのpHがアルカリ条件である方が、OH活性ラジカルの生成量が増加することから望ましい。本発明においては、機械的処理の温度は特に制限されないが、5〜80℃が好ましく、特に10〜70℃がより好ましい。 The solid content concentration of the deinked floss slurry is preferably 0.01 to 5.0% by weight, more preferably 0.1 to 4.5% by weight, still more preferably 0.5 to 4.0% by weight. .. Further, it is desirable that the pH of the slurry is alkaline because the amount of OH active radicals produced increases. In the present invention, the temperature of the mechanical treatment is not particularly limited, but is preferably 5 to 80 ° C, more preferably 10 to 70 ° C.
本発明においては、界面活性剤を添加することで必要なエネルギーを低減することができる。使用する界面活性剤としては、公知または新規の界面活性剤、例えば、脂肪酸塩、高級アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸などのアルキレンオキシド付加物などの非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これらの単一成分からなるものでも2種以上の成分の混合物でも良い。添加量は噴射液及び/または被噴射液の表面張力を低下させるために必要な量であればよい。 In the present invention, the required energy can be reduced by adding a surfactant. The surfactants used include known or novel surfactants, such as nonionic surfactants such as fatty acid salts, higher alkyl sulfates, alkylbenzene sulfonates, higher alcohols, alkylphenols, alkylene oxide adducts such as fatty acids. , Anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and the like. It may consist of these single components or a mixture of two or more components. The amount added may be any amount necessary to reduce the surface tension of the injection liquid and / or the injection liquid.
また、本発明においては、キャビテーションによって脱墨フロスに機械的処理を施してもよい。キャビテーションは、キャビテーション気泡の崩壊時に数μmオーダーの局所的領域に数GPaに及ぶ高衝撃圧を発生することが知られており、本発明では、キャビテーションを利用して脱墨フロスを処理することができる。 Further, in the present invention, the deinking floss may be mechanically treated by cavitation. It is known that cavitation generates a high impact pressure of several GPa in a local region on the order of several μm when cavitation bubbles collapse, and in the present invention, it is possible to treat deinking floss using cavitation. it can.
本発明においては、液体噴流を用いてキャビテーションを発生させる際に、脱墨フロスのスラリーを液体噴流として噴射させることによって脱墨フロスをキャビテーション処理することができる。液体噴流が噴流をなす流体は、流動状態であれば液体、気体、粉体やパルプ等の固体の何れでもよく、またそれらの混合物であってもよい。さらに必要であれば上記の流体に、新たな流体として、別の流体を加えることができる。上記流体と新たな流体は、均一に混合して噴射してもよいが、別個に噴射してもよい。ここで、液体噴流とは、液体または液体の中に固体粒子や気体が分散あるいは混在する流体の噴流であり、本発明においてはパルプや無機粒子のスラリーや気泡を含む液体噴流も該当する。ここで云う気体は、キャビテーションによる気泡を含んでいてもよい。 In the present invention, when cavitation is generated using a liquid jet, the deinked floss can be cavitation-treated by injecting a slurry of deinked floss as a liquid jet. The fluid formed by the liquid jet may be a liquid, a gas, a solid such as powder or pulp, or a mixture thereof as long as it is in a fluid state. Further, if necessary, another fluid can be added to the above fluid as a new fluid. The above fluid and the new fluid may be uniformly mixed and injected, or may be injected separately. Here, the liquid jet is a jet of a liquid or a fluid in which solid particles or gas are dispersed or mixed in the liquid, and in the present invention, a liquid jet containing a slurry of pulp or inorganic particles or bubbles is also applicable. The gas referred to here may contain bubbles due to cavitation.
ノズルあるいはオリフィス管を通してキャビテーション噴流を発生させる場合は、ノズル上流側圧力P1、ノズル下流側圧力P2、試料水の飽和蒸気圧Pvから、キャビテーション数σは(P2−Pv)/(P1−P2)となるが、P1、P2、Pvの圧力差が大きく、P1≫P2≫Pvとなる場合は、キャビテーション数σはP2/P1と近似することができる。本発明においては、キャビテーション数σが0.001以上0.5以下であることが望ましく、0.003以上0.2以下であることが好ましく、0.01以上0.1以下であることが特に好ましい。キャビテーション数σが小さすぎる場合、キャビテーション気泡が崩壊する時の周囲との圧力差が低いため効果が小さくなり、キャビテーション数σが大きすぎる場合、流れの圧力差が低くキャビテーションが発生し難くなる。 When a cavitation jet is generated through a nozzle or an orifice pipe, the euler number σ is (P2-Pv) / (P1-P2) from the nozzle upstream pressure P1, the nozzle downstream pressure P2, and the saturated vapor pressure Pv of the sample water. However, when the pressure difference between P1, P2, and Pv is large and P1 >> P2 >> Pv, the cavitation number σ can be approximated to P2 / P1. In the present invention, the cavitation number σ is preferably 0.001 or more and 0.5 or less, preferably 0.003 or more and 0.2 or less, and particularly 0.01 or more and 0.1 or less. preferable. If the cavitation number σ is too small, the pressure difference from the surroundings when the cavitation bubbles collapse is small, so the effect is small. If the cavitation number σ is too large, the pressure difference in the flow is small and cavitation is unlikely to occur.
本発明において、容器内の工程用水に対して、ノズルまたはオリフィス管を通じて噴射液を噴射して液体噴流によるキャビテーションを発生させるのが好ましい。その際に、噴射液の圧力(上流側圧力)は0.01MPa以上30MPa以下であることが望ましく、0.7MPa以上15MPa以下であることが好ましく、2MPa以上10MPa以下であることが特に好ましい。上流側圧力が0.01MPa未満では下流側圧力との間で圧力差を生じ難く作用効果は小さい。また、30MPaより高い場合、特殊なポンプ及び圧力容器を必要とし、消費エネルギーが大きくなることからコスト的に不利である。一方、容器内の圧力(下流側圧力)は静圧で0.05MPa以上0.3MPa以下が好ましい。また、容器内の圧力と噴射液の圧力との比は0.001〜0.5の範囲が好ましい。 In the present invention, it is preferable to inject a jet liquid through a nozzle or an orifice pipe into the process water in the container to generate cavitation due to the liquid jet. At that time, the pressure of the injection liquid (upstream pressure) is preferably 0.01 MPa or more and 30 MPa or less, preferably 0.7 MPa or more and 15 MPa or less, and particularly preferably 2 MPa or more and 10 MPa or less. If the upstream pressure is less than 0.01 MPa, a pressure difference with the downstream pressure is unlikely to occur and the effect is small. Further, if it is higher than 30 MPa, a special pump and a pressure vessel are required, and energy consumption becomes large, which is disadvantageous in terms of cost. On the other hand, the pressure inside the container (downstream pressure) is preferably 0.05 MPa or more and 0.3 MPa or less in static pressure. The ratio of the pressure in the container to the pressure of the injection liquid is preferably in the range of 0.001 to 0.5.
また、噴射液の噴流の速度は1m/秒以上200m/秒以下の範囲であることが望ましく、20m/秒以上100m/秒以下の範囲であることが好ましい。噴流の速度が小さすぎる場合、キャビテーションが発生し難くなり、噴流速度が大きすぎる場合、高圧を発生させるために特別な装置が必要になり、コスト的に不利である。 The jet velocity of the jet liquid is preferably in the range of 1 m / sec or more and 200 m / sec or less, and preferably in the range of 20 m / sec or more and 100 m / sec or less. If the jet velocity is too low, cavitation is unlikely to occur, and if the jet velocity is too high, a special device is required to generate high pressure, which is disadvantageous in terms of cost.
本発明におけるキャビテーション発生場所としてはタンクなど任意の容器内もしくは配管内を選ぶことができるが、これらに限定するものではない。また、ワンパスで処理することも可能であるが、必要回数だけ循環することによって更に効果を増大できる。さらに複数の発生手段を用いて並列で、あるいは順列で処理することができる。キャビテーションを発生させるための噴射は、大気開放の容器の中でなされても良いが、キャビテーションをコントロールするために圧力容器の中でなされるのが好ましい。 The place where cavitation occurs in the present invention can be selected in any container such as a tank or in a pipe, but is not limited thereto. Further, although it is possible to process with one pass, the effect can be further increased by circulating the circulation as many times as necessary. Furthermore, it can be processed in parallel or in a permutation using a plurality of generating means. The injection for generating cavitation may be made in a vessel open to the atmosphere, but is preferably made in a pressure vessel to control cavitation.
本発明においては、機械的処理を施した脱墨フロスをさらにフローテーション処理に供してもよい。フローテーター処理を行う際の脱墨フロススラリーの濃度は、好ましい態様において0.4〜3.0%程度であり、より好ましくは0.6〜2.0%程度、さらに好ましくは0.8〜1.5%程度である。 In the present invention, the mechanically treated deinking floss may be further subjected to a flotation treatment. The concentration of the deinked floss slurry when the floatator treatment is performed is, in a preferred embodiment, about 0.4 to 3.0%, more preferably about 0.6 to 2.0%, and further preferably about 0.8 to 0.8. It is about 1.5%.
紙の製造
本発明においては、上記したようにして得られた脱墨フロスの機械的処理物を内添して紙を製造することができる。抄紙方法は特に制限されず一般に公知の方法を採用することができる。本発明によれば、従来は廃棄されていた脱墨フロス中のパルプ繊維を有効活用することができるため、資源の有効活用の点からも極めて優れている。
Manufacture of Paper In the present invention, paper can be manufactured by internally adding a mechanically treated product of deinking floss obtained as described above. The papermaking method is not particularly limited, and a generally known method can be adopted. According to the present invention, since the pulp fiber in the deinking floss, which has been conventionally discarded, can be effectively utilized, it is extremely excellent in terms of effective utilization of resources.
本発明者らの検討によれば、脱墨フロスに含まれるパルプ繊維は、繊維長が短い微細繊維が多いことが分かっており、そのため、本発明に係る脱墨フロスの機械的処理物を内添して抄紙することによって強度に優れた紙を得ることができる。微細繊維がパルプ間の繊維間結合を増強するため、脱墨フロスの機械的処理物が紙力増強剤として機能し、紙の強度が向上するものと考えられる。また、本発明によれば、脱墨フロスの機械的処理物を紙に添加することにより紙の強度が向上するため、パルプの配合量を少なくしても紙の強度を維持することができる。 According to the studies by the present inventors, it is known that the pulp fibers contained in the deinking floss are mostly fine fibers having a short fiber length. Therefore, the mechanically treated product of the deinking floss according to the present invention is contained therein. Paper with excellent strength can be obtained by making paper together. Since the fine fibers enhance the interfiber bond between pulps, it is considered that the mechanically treated product of dental floss functions as a paper strength enhancer and the strength of the paper is improved. Further, according to the present invention, the strength of the paper is improved by adding the mechanically treated product of deinking floss to the paper, so that the strength of the paper can be maintained even if the amount of pulp blended is reduced.
本発明の抄紙方法においては、脱墨フロスの機械的処理物のみを用いて抄紙しなければならないわけでなく、他のパルプを任意の比率で原料パルプとして用いて紙を製造すればよい。一つの好ましい態様において、脱墨フロスの機械的処理物と他のパルプの重量比率を、例えば、1:99〜20:80とすることができ、2:98〜15:85としたり、3:97〜10:90としてもよい。 In the papermaking method of the present invention, it is not necessary to make paper using only the mechanically treated product of deinked floss, and paper may be produced by using other pulp as a raw material pulp at an arbitrary ratio. In one preferred embodiment, the weight ratio of the mechanically treated product of dental floss to the other pulp can be, for example, 1:99 to 20:80, 2:98 to 15:85, or 3: It may be 97 to 10:90.
本発明においてはパルプとして、例えば、脱墨パルプ(DIP)、針葉樹または広葉樹クラフトパルプ(NKPまたはLKP)、針葉樹または広葉樹を用いた機械パルプ、例えば、砕木パルプ(GP)、リファイナー砕木パルプ(RGP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、ケミグランドパルプ(CGP)、セミケミカルパルプ(SCP)等、段ボールを離解した古紙パルプ、塗工紙や塗工原紙、その他の紙を含む損紙を離解してなるコートブローク、及び、これらのパルプの2種以上の混合物を併用して抄紙してもよい。 In the present invention, as the pulp, for example, deinked pulp (DIP), coniferous or broadleaf kraft pulp (NKP or LKP), mechanical pulp using coniferous or broadleaf tree, for example, crushed wood pulp (GP), refiner crushed wood pulp (RGP). , Thermomechanical pulp (TMP), Chemithermomechanical pulp (CTMP), Chemigrand pulp (CGP), Semi-chemical pulp (SCP), etc. A coat broke obtained by separating the waste paper containing the pulp and a mixture of two or more of these pulps may be used in combination to make a paper.
また本発明においては、パルプから抄紙する際に、薬品や填料を添加してもよい。添加する薬品としては、ロジンエマルションや中性ロジン、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、スチレン/アクリル共重合体などのサイズ剤、カチオン性や両イオン性、アニオン性のポリアクリルアミド、ポリビニルアミン、ポリアクリル酸を含む樹脂、グアーガムなどの乾燥紙力増強剤、カチオン性や両イオン性、アニオン性の変性澱粉、ポリアミドアミンエピクロロヒドリン、カルボキシメチルセルロースなどの湿潤紙力増強剤、濾水性向上剤、着色剤、染料、蛍光染料、凝結剤、嵩高剤、歩留剤などが挙げられる。また、填料としては、一般に無機填料及び有機填料と呼ばれる粒子であれば良く、特に限定はない。具体的には、無機填料として、炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、合成炭酸カルシウム)、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クレー(カオリン、焼成カオリン、デラミカオリン)、タルク、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、二酸化チタン、ケイ酸ナトリウムと鉱酸から製造されるシリカ(ホワイトカーボン、シリカ/炭酸カルシウム複合体、シリカ/二酸化チタン複合体)、白土、ベントナイト、珪藻土、硫酸カルシウム、脱墨工程から得られる灰分を再生して利用する無機填料および再生する過程でシリカや炭酸カルシウムと複合体を形成した無機填料などが上げられる。炭酸カルシウム−シリカ複合物としては、炭酸カルシウムおよび/または軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物以外に、ホワイトカーボンのような非晶質シリカを併用しても良い。この中でも、中性抄紙やアルカリ抄紙における代表的な填料である炭酸カルシウムや軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物が好ましく使用される。 Further, in the present invention, a chemical or a filler may be added when making paper from pulp. Chemicals to be added include sizing agents such as rosin emulsions, neutral rosins, alkyl keten dimers, alkenyl anhydride succinic acid, and styrene / acrylic copolymers, cationic, amphoteric, and anionic polyacrylamides, polyvinylamines, and polys. Resins containing acrylic acid, dry paper strength enhancers such as guar gum, cationic, amphoteric, and anionic modified starches, wet paper strength enhancers such as polyamideamine epichlorohydrin and carboxymethyl cellulose, drainage improvers, Colorants, dyes, fluorescent dyes, coagulants, bulking agents, retention agents and the like can be mentioned. Further, the filler may be particles generally called inorganic filler and organic filler, and is not particularly limited. Specifically, as inorganic fillers, calcium carbonate (light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, synthetic calcium carbonate), magnesium carbonate, barium carbonate, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, zinc hydroxide, clay ( Kaolin, calcined kaolin, delamikaolin), talc, zinc oxide, zinc stearate, titanium dioxide, silica made from sodium silicate and mineral acid (white carbon, silica / calcium carbonate complex, silica / titanium dioxide complex) , White clay, bentonite, diatomaceous soil, calcium sulfate, inorganic fillers that regenerate and utilize ash obtained from the deinking process, and inorganic fillers that form a complex with silica or calcium carbonate in the process of regeneration. As the calcium carbonate-silica composite, in addition to calcium carbonate and / or a light calcium carbonate-silica composite, amorphous silica such as white carbon may be used in combination. Among these, calcium carbonate and light calcium carbonate-silica composites, which are typical fillers in neutral papermaking and alkaline papermaking, are preferably used.
本発明により製造された紙は、例えば、これらに限定されないが、印刷用紙、新聞用紙の他、塗工紙、情報記録用紙、加工用紙、衛生用紙等として使用することができる。情報記録用紙として、更に詳しくは、電子写真用転写紙、インクジェット記録用紙、感熱記録体、フォーム用紙等が挙げられる。加工用紙として、更に詳しくは、剥離紙用原紙、積層板用原紙、成型用途の原紙等が挙げられる。衛生用紙として、更に詳しくは、ティッシュペーパー、トイレットペーパー、ペーパータオル等が挙げられる。また、段ボール原紙等の板紙として使用することもできる。さらに、塗工紙、情報記録用紙、加工用紙等の顔料を含む塗工層を有する紙の原紙としても使用することができる。 The paper produced by the present invention can be used as, for example, not limited to these, as printing paper, newspaper paper, coated paper, information recording paper, processed paper, sanitary paper, and the like. More specifically, the information recording paper includes a transfer paper for electrophotographic photography, an inkjet recording paper, a thermal recording body, a foam paper, and the like. More specifically, the processed paper includes a base paper for release paper, a base paper for laminated board, a base paper for molding, and the like. More specifically, sanitary paper includes tissue paper, toilet paper, paper towels and the like. It can also be used as a paperboard such as a corrugated cardboard base paper. Further, it can also be used as a base paper for paper having a coating layer containing a pigment such as coated paper, information recording paper, and processed paper.
以下に実験例を挙げて本発明をより具体的に示すが、本発明はかかる実験例に限定されるものではない。また、本明細書においては、特記しない限り、数値範囲はその端点を含むものとし、濃度などは重量基準である。 The present invention will be shown more specifically with reference to experimental examples below, but the present invention is not limited to such experimental examples. Further, in the present specification, unless otherwise specified, the numerical range includes the end points thereof, and the concentration and the like are based on weight.
実験1:脱墨フロスの機械的処理
日本製紙株式会社のA工場において、新聞古紙を含む印刷古紙をパルパーで離解し(固形分濃度15%)、クリーナーおよび粗選スクリーンの順で処理して異物を除去し(固形分濃度3%)、フローテーター(MTフローテーター、IHIフォイト製)を用いて浮選処理に供した(固形分濃度1%)。浮選処理において得られた脱墨フロス(灰分75%)を以下の機械的処理に供し、また、得られた脱墨パルプを実験2で使用した。
Experiment 1: Mechanical treatment of deinking floss At Factory A of Nippon Paper Co., Ltd., used printed paper including used newspaper is separated with a pulper (solid content concentration 15%) and processed in the order of cleaner and rough selection screen to remove foreign matter. Was removed (
(サンプル1)
コニカル状刃物を用いた高速回転型解繊機(トップファイナー、相川鉄工製)を用いて、処理量0.3m3/hr、負荷30kWh/tで脱墨フロスを機械的に処理した(固形分濃度2.4%)。この装置においては、細かなスリットを持つリング状刃物が高速回転し、流体力学的な衝撃力によって脱墨フロスが機械的に処理される。
(Sample 1)
Dental floss was mechanically processed with a processing amount of 0.3 m 3 / hr and a load of 30 kWh / t using a high-speed rotary defibrator (top finer, manufactured by Aikawa Iron Works) using a conical blade (solid content concentration). 2.4%). In this device, a ring-shaped blade with fine slits rotates at high speed, and deinking floss is mechanically processed by a hydrodynamic impact force.
処理後の脱墨フロスを濃度1%に希釈した後、容量5Lのラボフローテーター(強制給気式、IHIフォイト製)にてリジェクト率が60%(固形重量換算)となるように3分間処理し、アクセプト試料をサンプルとして回収した。 After diluting the treated deinking floss to a concentration of 1%, treat it with a lab floatator (forced air supply type, manufactured by IHI Voith) with a capacity of 5 L for 3 minutes so that the rejection rate is 60% (solid weight conversion). Then, the accepted sample was collected as a sample.
(サンプル2)
A工場フロス(濃度2.4%、灰分75%)を、噴流式キャビテーションによる機械的処理を施した以外は、サンプル1と同様にラボフローテーターを用いた処理をして、アクセプト試料をサンプルとして回収した。キャビテーション処理は、図1に示される装置(ノズル径1.5mm)を用いて、噴射液の圧力(上流側圧力)を8MPa、被噴射容器内の圧力(下流側圧力)を0.3MPa、噴流の流速を70m/秒とし、フロスを15分間循環させて処理した。
(Sample 2)
Factory A floss (concentration 2.4%, ash content 75%) was treated with a lab floatator in the same manner as sample 1 except that it was mechanically treated by jet cavitation, and the accepted sample was used as a sample. Recovered. For the cavitation treatment, the pressure of the injection liquid (upstream pressure) is 8 MPa, the pressure inside the container to be injected (downstream pressure) is 0.3 MPa, and the jet flow is performed using the device (nozzle diameter 1.5 mm) shown in FIG. The flow rate was 70 m / sec, and the floss was circulated for 15 minutes for treatment.
(サンプル3:比較例)
A工場フロス(濃度2.4%、灰分75%)を、機械的処理を実施しない以外は、サンプル1と同様にラボフローテーターを用いた処理をして、アクセプト試料をサンプルとして回収した。
(Sample 3: Comparative example)
Factory A floss (concentration 2.4%, ash content 75%) was treated with a lab floatator in the same manner as sample 1 except that no mechanical treatment was performed, and the accepted sample was collected as a sample.
(各サンプルの分析)
回収した各サンプルを分析したところ、いずれも、濃度は0.2重量%、灰分は64%だった。また、各サンプルをワイヤー(325メッシュ)上に広げ、ワイヤーを通過する濾液の濁りがなくなるまで水道水で洗浄した後、洗浄したサンプルを濾紙上に広げて濾過および乾燥させてマットを製造し、マットのISO白色度を測定した。
(Analysis of each sample)
When each collected sample was analyzed, the concentration was 0.2% by weight and the ash content was 64%. In addition, each sample is spread on a wire (325 mesh), washed with tap water until the filtrate passing through the wire becomes turbid, and then the washed sample is spread on a filter paper, filtered and dried to produce a mat. The ISO whiteness of the mat was measured.
結果を以下に示すが、機械的処理を行うことによって脱墨フロスの白色度が向上した。 The results are shown below. The whiteness of the deinked floss was improved by the mechanical treatment.
実験2:紙の製造
実験1で得られたサンプルにポリエチレンイミン(分子量:約70)を対固形で100ppm添加して、スラリーを作製した。
Experiment 2: Paper production A slurry was prepared by adding 100 ppm of polyethyleneimine (molecular weight: about 70) to the sample obtained in Experiment 1 as a solid.
サンプル1〜3のスラリーを、実験1で得られた脱墨パルプ(新聞古紙を原料とするDIP)100重量部に対して対固形分で5重量部配合し、さらに歩留剤(R−300、ソマール製)100ppm、軽質炭酸カルシウム(平均粒径2.0μm)を配合して紙料を調成した。この紙料から、Tappi標準法に基づいて坪量が約41g/m2、灰分が約15%となるように手抄きシートを作製した(シートA〜C)。また、対照として、実験1で得られたサンプルを添加せずに、手抄きシートを作製した(シートD)。 The slurry of Samples 1 to 3 was blended with 100 parts by weight of the deinked pulp (DIP made from used newspaper as a raw material) obtained in Experiment 1 by 5 parts by weight based on the solid content, and further, a retention agent (R-300) was added. , Somar) 100 ppm, light calcium carbonate (average particle size 2.0 μm) was blended to prepare a paper material. From this paper material, hand-made sheets were prepared so that the basis weight was about 41 g / m 2 and the ash content was about 15% based on the Tappi standard method (sheets A to C). As a control, a hand-made sheet was prepared without adding the sample obtained in Experiment 1 (Sheet D).
得られた手抄きシートについて、裂断長を測定するとともに、画像処理によって夾雑物の混入を確認した。粗大インキなどの夾雑物は、夾雑物測定装置(スペックスキャン2000、アポジーテクノロジー製)を用いて、異なる5枚の手抄きシート上の粒径100μm以上のダート個数を測定した。 The tear length of the obtained hand-made sheet was measured, and the contamination of impurities was confirmed by image processing. For contaminants such as coarse ink, the number of dirt particles having a particle size of 100 μm or more was measured on five different hand-made sheets using a contaminant measuring device (Spec Scan 2000, manufactured by Apogee Technology).
また、RI印刷機を用いてベタ印刷を行い(墨インキ、盛り量0.5cc)、印刷面感を3段階で評価した。評価基準は下記のとおりであり、目視により評価した。
○:印刷ベタ部の白抜けがほとんどない
△:印刷ベタ部の白抜けがややみられる
×:印刷ベタ部の白抜けがかなりみられる
In addition, solid printing was performed using an RI printing machine (black ink, filling amount 0.5 cc), and the print surface feeling was evaluated on a three-point scale. The evaluation criteria are as follows, and the evaluation was performed visually.
◯: There is almost no white spot in the solid print part △: White spot in the solid print part is slightly seen ×: White spot in the solid print part is considerably seen
機械的処理を行ったフロスを添加した手抄きシート(A、B)は、フロス処理物を添加しない手抄きシート(D)に比べて、紙力(裂断長)が向上し、印刷適性が向上した。また、機械的処理を行ったフロスを添加した手抄きシート(A、B)は、機械的処理を行っていないフロスを添加した手抄きシート(C)に比べて、夾雑物(ダート)が低減した。 The hand-made sheet (A, B) to which the mechanically treated floss is added has improved paper strength (tear length) and prints as compared with the hand-made sheet (D) to which the floss-treated product is not added. The aptitude has improved. Further, the hand-made sheet (A, B) to which the mechanically treated floss was added was a contaminant (dirt) as compared with the hand-made sheet (C) to which the mechanically treated floss was added. Has decreased.
1:試料タンク、2:ノズル、3:キャビテーション噴流セル、4:プランジャポンプ、5:上流側圧力制御弁、6:下流側圧力制御弁、7:上流側圧力計、8:下流側圧力計、9:給水弁、10:循環弁、11:排水弁、12:温度センサー、13:ミキサー 1: Sample tank, 2: Nozzle, 3: Cavitation jet cell, 4: Plunger pump, 5: Upstream pressure control valve, 6: Downstream pressure control valve, 7: Upstream pressure gauge, 8: Downstream pressure gauge, 9: Water supply valve, 10: Circulation valve, 11: Drain valve, 12: Temperature sensor, 13: Mixer
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A paper strength enhancer containing pulp fibers derived from deinking floss.
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