專利名稱：紙漿的打漿方法、工序用水的處理方法、以及紙漿和紙的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的第1個發(fā)明涉及的是紙漿的打漿方法，以及用該方法制造的紙漿造出的紙以及涂布紙等印刷用紙。更詳細(xì)地講，涉及的是一種膨松紙漿的制造方法，該方法是在用針葉樹、闊葉樹、非木材纖維的牛皮紙漿、機(jī)械紙漿，以及報(bào)紙、廣告單、雜志、信息記錄紙、復(fù)印、計(jì)算機(jī)打印等印刷廢紙，或者舊雜志、辦公廢紙等這些印刷物的混合物構(gòu)成的再生紙漿，以及用這些混合物制造紙漿的工序里，在紙漿懸浮液中產(chǎn)生氣蝕，將伴隨氣蝕產(chǎn)生的微細(xì)氣泡積極地導(dǎo)入紙漿的懸浮液里，利用該氣泡崩潰時的沖擊力，抑制紙漿纖維短小化等的損傷，同時調(diào)節(jié)到所要的排水度，制造出膨松的紙漿。
本發(fā)明的第2個發(fā)明涉及的是工序用水的處理方法，在制造紙漿及造紙的工序里，使用的紙漿的長纖維的含有率相對于全部固體成分的比在50重量％以下。更詳細(xì)地講，涉及的是將利用液體噴流產(chǎn)生的氣蝕氣泡導(dǎo)入工序用水里，依靠該氣泡崩潰時的沖擊力，將紙漿纖維及/或無機(jī)粒子上附著的污染物剝離，使粘度降低，微生物減少，以此提高工序用水的品質(zhì)，制造更高品質(zhì)的紙漿和紙的方法。

背景技術(shù)：
第1發(fā)明的
背景技術(shù)：
近年來，從節(jié)省資源、減少物流成本、以及高級感、充實(shí)感等高附加值的觀點(diǎn)出發(fā)，對膨松的、輕量紙的要求在增高。以往，嘗試過對于膨松化的種種提高膨松的方法。建議的方法有，例如(1)采用交聯(lián)處理的紙漿的方法(專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2)。(2)混抄合成纖維的方法(專利文獻(xiàn)3)。(3)在紙漿纖維間填充無機(jī)物的方法(專利文獻(xiàn)4)。(4)添加產(chǎn)生空隙的發(fā)泡性粒子的方法(專利文獻(xiàn)5)。(5)混合輕度打漿的紙漿纖維的方法(專利文獻(xiàn)6)。(6)進(jìn)行軟壓光處理的方法(專利文獻(xiàn)7)。(7)添加蓬松藥品的方法(專利文獻(xiàn)8)。(8)堿化處理紙漿的方法(專利文獻(xiàn)9)。(9)用酶處理紙漿的方法(專利文獻(xiàn)10)等。但是，上述的這些方法會出現(xiàn)的問題有紙漿不能反復(fù)循環(huán)，由于阻礙纖維間的結(jié)合，紙的強(qiáng)度、剛度會顯著降低，在紙漿中添加其他藥品、填料等不免會增加成本，造紙工序不免會產(chǎn)生發(fā)泡增加、尺寸降低等新的問題。
專利文獻(xiàn)1特開平4-185791號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2特開平4-202895號公報(bào) 專利文獻(xiàn)3特開平3-269199號公報(bào) 專利文獻(xiàn)4特開平3-124895號公報(bào) 專利文獻(xiàn)5特開平5-230798號公報(bào) 專利文獻(xiàn)6特開昭58-24000號公報(bào) 專利文獻(xiàn)7特開平4-370293號公報(bào) 專利文獻(xiàn)8特開平11-350380號公報(bào) 專利文獻(xiàn)9特開平7-189168號公報(bào) 專利文獻(xiàn)10特開平7-57293號公報(bào) 第2發(fā)明的
背景技術(shù)：
近年，基于節(jié)省資源以及對地球的環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，在紙漿和/或紙的制造工序中，工序內(nèi)的高度封閉化不斷加強(qiáng)，存在工序內(nèi)的工序用水的質(zhì)量下降的問題。質(zhì)量的下降是指因污染物質(zhì)的增加和/或微生物的增殖導(dǎo)致的淀渣的增加等。這些污染物質(zhì)、淀渣在體系內(nèi)蓄積、循環(huán)，對紙漿和紙的制造時的操作性和產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。
因此，有通過加壓浮上裝置等對再生水實(shí)施處理，某種程度去除污染物以后，再返回體系里的方法，但是，因?yàn)榉沁x擇性去除固體成分，在紙漿及紙的制造工序里，重要的成品率會降低。另外，也有經(jīng)膜處理后返回體系的方法，但是由于處理成本高，不實(shí)用。
特別是舊紙?jiān)偕ば虻墓ば蛴盟?，在紙漿及紙的制造工序中是最污濁的，對整體的再生水會影響很大。更進(jìn)一步，近年來，從循環(huán)再生的觀點(diǎn)，再生紙漿的比重在變大，因此，舊紙?jiān)偕ば虻墓ば蛴盟畬垵{及紙的品質(zhì)帶來的影響會越來越大。
舊紙的再生方法，一般地包括從紙漿纖維剝離油墨的工序和除去剝離掉的油墨的工序。具體地講，主要使用的方法是，用碎漿機(jī)，在堿性條件下，氫氧化鈉、硅酸鈉、氧化性漂白劑的共存下，添加表面活性劑，利用流體力學(xué)的剪切力或紙漿纖維間的摩擦力，促使紙漿纖維上的油墨的剝離和微細(xì)化，接著利用浮選及/或凈洗除去油墨。
在更高度地舊紙?zhí)幚淼膱龊?，有采用在油墨剝離工序或油墨除去工序后，進(jìn)一步使用靠機(jī)械力促進(jìn)油墨的剝離、微細(xì)化的裝置，處理紙漿的方法。也有接著前述的油墨剝離工序進(jìn)一步采用包括浮選及/或凈洗加工的油墨除去工序的方法。
但是，以往由浮選產(chǎn)生的廢料(稱作浮泡)或凈洗工序產(chǎn)生的軋水(稱作白水)由于含有的油墨和污染物很多，要將紙漿廢水和造紙廢水混合后，經(jīng)過適當(dāng)處理后排放到公共水域。
或者，由于浮泡或白水含有纖維成分和無機(jī)成分，為了確保提高成品率和工序封閉化所伴有的水量，盡管在纖維成分或無機(jī)成分上含有油墨的污染物固著，還要返回到系統(tǒng)內(nèi)再利用。
因此，由于含有油墨的污染物在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)、積蓄，所以，再生水的品質(zhì)會有降低的傾向，進(jìn)而一定會對產(chǎn)品品質(zhì)帶來影響。
當(dāng)具有粘附性的污染物混入時，機(jī)械性的堆積造成的斷紙等的操作性能降低，制品上會有異物，外觀上明顯受損。
再有，今后隨著中性化造紙的推進(jìn)，可以預(yù)想微生物會容易繁殖，稱為粘質(zhì)物的沉積雜質(zhì)會增加。對策是使用殺菌為目的的腐漿控制劑，但是會增加成本和需要有向環(huán)境排出的對策。
因此，有人提出，將浮泡或者白水進(jìn)一步用分離裝置處理后，再返回系統(tǒng)內(nèi)的方法，但是，由于將予先分散狀態(tài)的物質(zhì)的分離作為目的，所以，固著有含有油墨的污染物的纖維成分、無機(jī)成分的選擇性分離難以做到。
為了選擇性分離含有油墨的污染物，理想的是，從附著在的纖維及灰分上剝離后再進(jìn)行分離操作。作為分離裝置，已知的有碎漿機(jī)、捏和機(jī)、分散機(jī)(disperser)等，主要用于舊紙的再生工序。但是，任何一個都是在高濃度下發(fā)揮效果的裝置，所以，相對于浮泡或白水等低濃度水的處理沒有效果。
另外，在特公平7-18109號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)里提出，在脫墨裝置的底面的下面設(shè)置超聲波發(fā)生裝置，通過該底板將超聲波照射到容器內(nèi)，利用該超聲波產(chǎn)生的氣泡的膨脹、收縮帶來的沖擊，進(jìn)行脫墨的方法。
特開2004-19025號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)里提出，將浮泡或白水為對象，用超聲波振子照射超聲波，剝離油墨的方法。
但是，由于這些是在開放的體系內(nèi)采用超聲波振子，所以，氣蝕的產(chǎn)生效果會降低，由于只有單一頻率，作用范圍狹窄，所以不能得到本發(fā)明預(yù)期的效果。
特開2004-19025號公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)里提出，溶劑處理浮泡或白水，并分離油墨成分后再利用，但是由于使用了煤油、正己烷，安全性還是個課題。
特開2004-263323號公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)里提出，浮選疏解舊紙得到的疏解紙漿時產(chǎn)生的浮泡經(jīng)高頻疏解處理后，可以提高纖維成分、灰分的白度的方法，但是與可以在低濃度下處理的本發(fā)明是完全不同的。
專利文獻(xiàn)1特公平7-18109號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2特開2004-19025號公報(bào) 專利文獻(xiàn)3特開2004-19024號公報(bào) 專利文獻(xiàn)4特開2004-263323號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
第1發(fā)明的課題 眾所周知，一般情況下，用通常使用的雙幅圓盤精練機(jī)等打漿機(jī)進(jìn)行紙漿打漿時，隨著排水度的降低，會出現(xiàn)纖維長度降低、微細(xì)纖維成分增加、卷曲增大等變化，從而制成的紙密度提高。
因此，本發(fā)明目的是提供一種方法。該方法是，通過研究在紙漿的制造工序里，抑制紙漿纖維的損傷和內(nèi)部的原纖化，調(diào)節(jié)排水度的方法，在與機(jī)械處理同樣的排水度水平制造出剛性更高的膨松紙漿，并提高成品紙的膨松性。
第2發(fā)明的課題 本發(fā)明的目的是，在處理紙漿與紙的制造工序中含有長纖維成分的工序用水時，通過剝離紙漿纖維及/或無機(jī)粒子上附著的污染物質(zhì)，降低污染物質(zhì)的粘附性，進(jìn)而減少微生物，使工序用水澄清化，其結(jié)果制造出高質(zhì)量的紙漿和紙。
解決本課題的方法 第1發(fā)明的方法 本發(fā)明者們著眼于紙漿纖維自身具有的膨松性在機(jī)械性打漿處理時最下降的情況，對于在紙漿纖維表面選擇性地施加負(fù)荷，抑制纖維的損傷和內(nèi)部的原纖化的進(jìn)程，通過在不降低紙漿纖維的膨松性情況下調(diào)節(jié)排水度，得到膨松紙漿的方法，不斷銳意研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了在紙漿纖維懸浮液中積極地產(chǎn)生氣蝕的處理，依靠產(chǎn)生的微細(xì)氣泡的崩潰的沖擊力，不損壞紙漿纖維自身的膨松性的情況下，能夠調(diào)節(jié)排水度.基于以上見解完成了本發(fā)明. 即，本發(fā)明的特征是，為了調(diào)節(jié)紙漿的排水度，通過將氣蝕產(chǎn)生的氣泡積極地導(dǎo)入紙漿纖維的懸浮液里，依靠微細(xì)的氣泡崩潰時的沖擊力促進(jìn)紙漿纖維的外部原纖化，另一方面，抑制內(nèi)部原纖化，調(diào)節(jié)排水度，與用以往的方法打漿處理的紙漿以同等的排水度比較時，能夠得到更膨松、且強(qiáng)度高的紙漿。
即，本發(fā)明提供膨松紙漿的制造方法，其特征是在紙漿的制造工序里，在含有紙漿纖維的懸浮液中產(chǎn)生氣蝕，得到具有所要排水度的紙漿，所述紙漿的制造工序包括調(diào)節(jié)紙漿化工序和紙漿的排水度，并混合填料等添加物的調(diào)節(jié)工序。
在此，本發(fā)明能夠采用液體噴流產(chǎn)生氣蝕，還有，將紙漿懸浮液自身作為液體噴流進(jìn)行噴射，以此能夠使紙漿和氣泡接觸。
成為噴流的液體，只要是流動狀態(tài)，可以是液體、氣體、粉體或漿液等固體的任何一種，還有，也可以是這些的混合物。進(jìn)一步需要的話，上述流體作為新的流體，可以添加其他流體。上述的流體和新的流體均勻地混合后噴射也可以，分別噴射也可以。
所謂液體噴流，是指液體或液體中固體粒子、氣體呈分散狀態(tài)或者混合狀態(tài)的流體的噴流，是指含有紙漿纖維、纖維狀物質(zhì)、無機(jī)粒子的漿、氣泡的液體噴流。這里講的氣體，可以是含有氣蝕產(chǎn)生的氣泡，也可以是其他途徑添加的。
構(gòu)成處理對象的紙漿原料是，針葉樹、闊葉樹、非木材纖維等的牛皮紙漿、機(jī)械紙漿。還有舊紙、采用纖維素構(gòu)成的薄片狀的物質(zhì)的再生紙漿等。另外，除紙漿以外還可以是混合化學(xué)纖維等纖維狀物質(zhì)進(jìn)行處理。
如加藤的成書(加藤洋治編著、新版キヤビテ一シヨン基礎(chǔ)と最新の進(jìn)步槇書店1999)里記載的那樣，氣蝕氣泡崩潰時在數(shù)μm等級的局部區(qū)域里達(dá)到數(shù)Gpa的高沖擊壓，還有，氣體崩潰時，由于斷熱壓縮，溫度會上升到數(shù)千度(℃)。這樣的結(jié)果是，存在著氣蝕對流體機(jī)械的損傷、震蕩、性能降低等危害，是應(yīng)該解決的技術(shù)問題。近年來，對氣蝕的研究快速進(jìn)展，將氣蝕噴流的流體力學(xué)的參數(shù)作為操作因子可以高精度地控制到氣蝕的產(chǎn)生區(qū)域和沖擊力。其結(jié)果是，期待著通過控制氣泡的崩潰沖擊力有效地利用其強(qiáng)大的能量。因而，可以根據(jù)流體力學(xué)的參數(shù)進(jìn)行操作、調(diào)節(jié)，高精度地控制氣蝕。這表示可以保持技術(shù)作用效果的穩(wěn)定性，本發(fā)明的特征是不是以往那樣用流體機(jī)械自然產(chǎn)生的、帶來不可控制的危害的氣蝕，是將經(jīng)控制的氣蝕產(chǎn)生的氣泡積極地導(dǎo)入紙漿懸浮液里，有效地利用其能量。
還有，下述的ウクライナ論文(非專利文獻(xiàn)1～3)里記載有對于舊紙板、舊紙，可以通過紙漿噴流和具有轉(zhuǎn)動構(gòu)造的障礙物，進(jìn)行利用氣蝕的打漿，其結(jié)果會促使內(nèi)部原纖化，纖維的拉伸強(qiáng)度等提高。因而，能得到的效果是紙漿纖維的柔軟化使得拉伸率提高，作為結(jié)果，用該方法不能得到膨松的紙漿，所以，本發(fā)明與這些技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域不同，效果也不同，是本質(zhì)不同的技術(shù)。
非專利文獻(xiàn)1R.A.Solo ИitsyИ et al.，BumProm-st’，1987(6)，22 非專利文獻(xiàn)2R.A.Solo ИitsyИ et al.，BumProm-st’，1987(1)，25 非專利文獻(xiàn)3R.A.Solo ИitsyИ et al.，BumProm-st’，1986(7)，24 第2發(fā)明的方法 在這里，本發(fā)明者們不斷銳意研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了一舉解決的方法，該方法是，用液體噴流產(chǎn)生的氣蝕，處理在紙漿及紙的制造工序里使用的、根據(jù)紙漿的長纖維部分的含有率相對于全部固體成分在50重量％以下的工序用水時，用該微細(xì)的氣泡崩潰時的沖擊力，將紙漿纖維及/或灰分上附著的油墨等污染物剝離，并使粘著性降低，進(jìn)而減少微生物. 即，本發(fā)明提供的工序用水的處理方法，其特征是，在制造紙漿及造紙的工序里，用液體噴流產(chǎn)生氣蝕氣泡，將其與全部固體成分中紙漿長纖維成分含有50重量％以下的工序用水接觸，使紙漿纖維及/或灰分上附著的污染物剝離，并降低污染物的粘著性，減少微生物。
發(fā)明的效果 第1個發(fā)明的效果 依照本發(fā)明的紙漿制造方法，對于牛皮紙漿、機(jī)械紙漿等以木材為原料的紙漿、以及以舊紙、纖維素構(gòu)成的薄片為原料的再生紙漿，由于能夠抑制紙漿纖維自身的損傷，調(diào)節(jié)排水度，所以能夠得到更有強(qiáng)度的膨松紙漿。
第2個發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明，通過對在制造紙漿及/或造紙的工序里使用的紙漿的長纖維的含有率相對于全部固體成分在50重量％以下的工序用水進(jìn)行處理，可以將紙漿纖維及/或灰分上附著的包括油墨的污染物剝離，使污染物的粘著性降低，并且減少微生物，進(jìn)一步，用其后的分離裝置提高油墨等污染物的分離效率。因而，能夠得到高品質(zhì)的工序用水，降低由污染物帶來的操作故障和產(chǎn)品的殘次。



[圖1]圖1是實(shí)施例使用的氣蝕噴流式凈洗裝置的簡圖。
[圖2]圖2是以B工廠浮泡為處理對象時，油墨去除率與廢料率關(guān)系的圖。
[圖3]圖3是以B工廠白水為處理對象時，油墨去除率與廢料率關(guān)系的圖。
符號的說明 1、試料罐 2、噴嘴 3、氣蝕噴流槽 4、柱塞泵 5、上流側(cè)壓力控制閥 6、下流側(cè)壓力控制閥 7、上流側(cè)壓力計(jì) 8、下流側(cè)壓力計(jì) 9、供水閥 10、循環(huán)閥 11、排水閥 12、溫度傳感器 13、攪拌器
具體實(shí)施例方式
第1發(fā)明的方式 本發(fā)明為對象的紙漿，作為原料，是以針葉樹(松木)或闊葉樹(硬木)、非木材纖維等為原料的。更具體地講，可以列舉的有接枝紙漿等的化學(xué)紙漿，碎木紙漿，熱性機(jī)械紙漿、化學(xué)熱性機(jī)械紙漿等的機(jī)械紙漿，或者用舊紙、纖維的片狀物制造的再生紙漿等。作為舊紙，能夠適用的，例如報(bào)紙、廣告?zhèn)鲉巍⒂』愲s志、著色類雜志、熱感記錄紙、感壓記錄紙、造膜紙、套色紙、復(fù)印紙、計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果用紙，或者這些紙的混合舊紙。特別是，對于后述的牛皮紙漿(也包含牛皮紙漿為主要成分的舊紙制造的再生紙漿)適用的場合，與以往打漿處理得到的紙漿具有不同的特性。還有，與紙漿以外的化學(xué)纖維等長軸與短軸的比大的纖維狀物質(zhì)的混合物也適用。
例如將本發(fā)明的打漿處理適用于牛皮紙漿的場合，隨紙漿的排水度降低伴有的保水度的降低，比通常經(jīng)打漿處理的紙漿要緩慢。該現(xiàn)象表示用氣蝕處理，與紙漿纖維內(nèi)部的原纖化相比，外部的原纖化的產(chǎn)生的多。因而，與以往的打漿處理得到的紙漿在同一排水度下比較時，能得到膨松、強(qiáng)度高的紙片。
另外，將本發(fā)明的打漿處理適用于機(jī)械紙漿的場合，與精練機(jī)等機(jī)械處理比較時，在同一排水度下，能減少纏結(jié)纖維(結(jié)束纖維)。換而言之，由于減少了纏結(jié)纖維，與機(jī)械處理相比較，紙漿的排水度能夠變高，所以能夠改善造紙性能。
本發(fā)明用氣蝕處理對紙漿打漿，并調(diào)節(jié)到所要的排水度。氣蝕處理后的紙漿的排水度根據(jù)用途可以是多種情況，沒有限定。闊葉樹牛皮紙漿加拿大標(biāo)準(zhǔn)排水度為200～600ml、針葉樹牛皮紙漿加拿大標(biāo)準(zhǔn)排水度為200～600ml、機(jī)械紙漿為50～300ml、再生紙漿為50～400ml左右。
本發(fā)明的氣蝕處理，能夠適用于紙漿化工序以及調(diào)節(jié)工序的任何場合，但是最適用的是纖維狀物質(zhì)解纖后呈紙漿狀態(tài)的階段。
通常紙漿的打漿處理是用機(jī)械處理的方法進(jìn)行的。具體地講，所謂機(jī)械處理是指用精練機(jī)、打漿機(jī)、碾磨機(jī)、捏合機(jī)、分散機(jī)等以旋轉(zhuǎn)軸為中心，將金屬或刃物與紙漿纖維作用的情況，或者是利用紙漿纖維間摩擦的情況。特別是，用依靠機(jī)械力的以往的打漿裝置的打漿處理與本發(fā)明的依靠氣蝕的打漿處理組合時，由于用各種不同的機(jī)構(gòu)進(jìn)行打漿，所以，能夠控制紙漿纖維的特性，得到更理想的紙質(zhì)。進(jìn)一步，根據(jù)需要，可以添加氫氧化鈉、硅酸鈉、其他堿性藥品、脫墨藥品、氧化漂白劑、還原漂白劑。還可以根據(jù)需要添加染料、熒光增白劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、瀝青調(diào)節(jié)劑、殘?jiān){(diào)節(jié)劑等，沒有任何問題。對于采用的打漿裝置或處理?xiàng)l件沒有特別的限制。還有，如果需要去除異物、提高白度時，可以在上述工序里插入通常使用的異物去除工序或者漂白工序。
作為本發(fā)明的氣蝕的產(chǎn)生手段，可以列舉的有用液體噴流的方法、采用超聲波振子的方法、采用超聲波振子和喇叭型增幅器的方法、激光照射的方法等，但是也不限于這些方法。理想的是采用液體噴流的方法，氣蝕氣泡的發(fā)泡率高，能形成具有更強(qiáng)的崩潰沖擊力的氣蝕氣泡，所以，對紙漿纖維的作用效果大。用上述方法產(chǎn)生的氣蝕，與以往在流體機(jī)械里自然產(chǎn)生的帶來不能控制的危害的氣蝕是明顯不同的。
本發(fā)明中，用液體噴流產(chǎn)生氣蝕時，將紙漿懸浮液作為噴流液體噴射，能夠使紙漿懸浮液與氣泡接觸.另外，液體噴流形成噴流的流體，如果是流動狀態(tài)的，液體、氣體、粉體或紙漿等的固體的任何一種都可以，也可以是這些的混合物.進(jìn)一步，需要的話，在上述的流體里，作為新流體，可以添加其他流體.上述流體和新流體，可以均勻混合后噴射，也可以個別地噴射(該章節(jié)的記載與第2個發(fā)明相同.). 所謂液體噴流是指液體或液體中固體粒子或氣體分散或混合存在的流體的噴流，有的是指含有紙漿、無機(jī)粒子的漿、氣泡的液體噴流。這里所說的氣體，可以包含氣蝕產(chǎn)生的氣泡。(該章節(jié)的記載與第2個發(fā)明相同。)。
氣蝕會使液體加速，在局部壓力低于其液體的蒸汽壓時產(chǎn)生，所以，流速與壓力特別重要。由此，表示氣蝕狀態(tài)的基本的無因次數(shù)、氣蝕數(shù)(Cavitation Number)ο定義為下面數(shù)學(xué)式1(加藤洋治編著、新版キヤビテ-シヨン基礎(chǔ)と最近の進(jìn)步槇書店1999)。
[數(shù)1] (P∞一般流的壓力，U∞一般流的流速，Pv流體的蒸汽壓，ρ流體的密度) 這里，氣蝕數(shù)大，表示該流場處于難以產(chǎn)生氣蝕的狀態(tài)。特別是通過氣蝕噴流噴嘴或噴管產(chǎn)生氣蝕的場合，用噴嘴上流側(cè)壓力P1，噴嘴下流側(cè)壓力P2，試料水的飽和蒸汽壓Pv，氣蝕數(shù)ο可以寫成如下述式(2)，氣蝕噴流中，P1、P2、Pv間的壓力差大，形成P1》P2》Pv時，氣蝕數(shù)σ更能夠近似于數(shù)學(xué)式2.(H.Soyama，J.Soc.Mat.Sci.Japan，47(4)，3811998)。
[數(shù)2] 本發(fā)明中氣蝕的條件，希望上述氣蝕數(shù)σ在0.001以上0.5以下，優(yōu)選是0.003以上0.2以下，特別優(yōu)選是0.01以上0.1以下。在氣蝕數(shù)ο不滿0.001的場合，氣蝕氣泡與崩潰時周邊的壓力差低，所以效果會變小，大于0.5的場合，流動的壓力差低，會難以產(chǎn)生氣蝕。
另外，通過噴嘴或噴管噴射噴射液產(chǎn)生氣蝕時，噴射液壓力(上流側(cè)壓力)希望值是0.01MPa以上30MPa以下，優(yōu)選是0.7MPa以上15MPa以下，特別優(yōu)選是2MPa以上10MPa以下。上流側(cè)壓力不滿0.01MPa時，與下流側(cè)壓力間難以產(chǎn)生壓力差，因而作用效果小。還有，高于30MPa的場合，需要特殊的泵及壓力容器，耗能大帶來成本方面的不利。另一方面，容器內(nèi)的壓力(下流側(cè)的壓力)，靜壓優(yōu)選是0.05MPa以上0.3MPa以下。還有，容器內(nèi)壓力和噴射液壓力的壓力比，優(yōu)選在0.001～0.5的范圍。
還有，噴流液的噴流速度希望值是，1m/秒以上200m/秒以下的范圍，優(yōu)選是20m/秒以上100m/秒以下的范圍。噴流速度不足1m/秒的場合，由于壓力降低得低，難以產(chǎn)生氣蝕，所以效果弱。另一方面，大于200m/秒的場合，由于需要高壓，需要特別的裝置，對成本不利。
本發(fā)明中，作為氣蝕產(chǎn)生的場所可以選擇在儲氣罐等任意的容器內(nèi)或者是管道內(nèi)，但也不限于這些。另外，可以一次通過處理，但是用必要次數(shù)的循環(huán)能夠更增大效果。而且可以并用多種的產(chǎn)生手段，或者按順序地處理。
為了產(chǎn)生氣蝕的噴射，可以在類似碎漿機(jī)的大氣開放的容器中進(jìn)行，為了控制氣蝕，理想的是在壓力容器中進(jìn)行。
本發(fā)明的由液體噴流產(chǎn)生氣蝕的方法，對于紙漿懸浮液，作為噴射液體，可以噴射自來水、造紙工序回收的再生水、紙漿軋水、白水，以及紙漿懸浮液自身，但是不限于這些。優(yōu)選的是，噴射紙漿懸浮液自身，會增加噴流周圍產(chǎn)生的氣蝕所帶來的作用效果，而且由于能夠得到高壓下從噴嘴或噴管噴射時的流體力學(xué)的剪斷，所以會發(fā)揮更大的作用效果。
由液體噴射產(chǎn)生氣蝕時，處理對象的懸浮液的固體成分的濃度是在5重量％以下，更優(yōu)選是在4重量％以下，最優(yōu)選在0.1～3重量％范圍處理，在氣泡的發(fā)生率方面考慮是優(yōu)選的。被噴射液的固體成分的濃度在5重量％以上20重量％以下的場合，使噴射液的濃度達(dá)到4重量％以下，能夠得到作用效果。
另外，紙漿懸浮液的pH值，優(yōu)選的是pH為1～13，更優(yōu)選的是pH為3～12，最優(yōu)選的是pH為4～11。pH不足1時，會有設(shè)備腐蝕等問題，從材質(zhì)及維護(hù)等觀點(diǎn)看是不利的。另一方面，pH超過13時，會產(chǎn)生紙漿纖維的燒堿損傷，白度下降，是不優(yōu)選的。堿性條件下，由于紙漿纖維的溶脹性好，OH活性自由基的生成量增加，是優(yōu)選的。
本發(fā)明中，用提高液體的噴射壓力，增大噴射液的流速，伴隨其的壓力下降，產(chǎn)生更高強(qiáng)度的氣蝕。進(jìn)一步，用給收納被噴射液的容器加壓的方法，使氣蝕氣泡崩潰的領(lǐng)域的壓力增高，氣泡和周圍的壓力差變大，因而，氣泡激烈崩潰沖擊力也變大。氣蝕會受到液體中氣體量的影響，氣體過多的場合，由于會引起氣泡之間的沖突和合并，會出現(xiàn)崩潰沖擊力被其它氣泡吸收的緩沖效果，沖擊力降低。因此，由于受到溶解氣體和蒸汽壓的影響，該處理溫度，優(yōu)選的是0℃以上70℃以下，特別優(yōu)選的是10℃以上60℃以下。一般認(rèn)為，在熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的中間點(diǎn)沖擊力為最大，所以，水溶液的場合，50℃左右適宜，如果在該溫度以下，受不到蒸汽壓的影響，因而，在上述的范圍，能得到高的效果。
本發(fā)明中，添加表面活性劑產(chǎn)生氣蝕，因此能夠減低必要的能量。使用的表面活性劑是已知的或新的表面活性劑，可以列舉的，例如脂肪酸鹽、高級烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、高級醇、烷基酚、脂肪酸等的環(huán)氧化物加合物等的非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑等。既可以是這些單一成分構(gòu)成的，也可以是2種以上成分的混合物。添加量可以是降低被噴射液及/或被噴射液的表面張力所必需的量。
經(jīng)過上述工序制造的紙漿，纖維損傷少、纖維剛直、膨松，所以能夠用這種紙漿制造膨松的紙。
第2個發(fā)明的方式 作為本發(fā)明處理對象的工序用水，意思是指，紙漿及/或紙的制造工序中使用的或產(chǎn)生的用水，通常固體成分在5重量％以下，紙漿長纖維的含有率相對于全部固體成分為50重量％以下。這里，所謂紙漿的長纖維成分是指在用150目(φ100μm)的篩網(wǎng)分離的場合，在篩子上殘留的紙漿纖維。
本發(fā)明的工序用水，具體地包括紙漿及/或紙的制造工序中產(chǎn)生或被利用的白水、使用水、工水、再生水、工業(yè)用水、凈洗機(jī)凈洗后的水、軋水機(jī)(例如DNT洗滌機(jī)、萃取機(jī)、螺旋壓力機(jī)等)的軋水、浮選機(jī)的泡沫或廢料、加壓浮上裝置的浮渣及アクセプト、噴淋水、毛氈等的凈洗水、原料的稀釋水、還有，將這些水經(jīng)浮上分離、泡沫分離、沉降分離、膜分離、離心分離、凝聚分離等分離處理后的水，但是也不限于這些水。
本發(fā)明的紙漿纖維是化學(xué)紙漿、機(jī)械紙漿、舊紙紙漿等的纖維素纖維。也可以含有化學(xué)纖維、玻璃纖維等。另外，無機(jī)粒子是指紙的制造時添加的、或者涂層里含有的顏料等在紙灰化后殘存的物質(zhì)。具體地可以列舉的有碳酸鈣、滑石、高嶺土、二氧化鈦等，但是也不限于這些物質(zhì)。
本發(fā)明中的污染物是指紙漿纖維及/或無機(jī)粒子上附著的異物，可以列舉的，例如油墨、熒光染料和一般染料、或者涂料、淀粉、合成樹脂等涂層的殘存物、層壓紙板等的加工層的殘存物、粘接劑、粘合劑、膠劑等。還可以列舉的有造紙時使用的材料利用率的提高劑、打漿提高劑、紙強(qiáng)力增強(qiáng)劑、內(nèi)填的膠劑等造紙用的內(nèi)添助劑等，但是也不限于這些。
本發(fā)明中，用液體噴流產(chǎn)生氣蝕時，將工序用水自身作為噴流液體進(jìn)行噴射，可以使固體成分與氣泡接觸。
用液體噴射產(chǎn)生氣蝕時，處理對象的工序用水的固體成分的濃度優(yōu)選是0.01重量％以上5重量％以下，更優(yōu)選的是0.1重量％以上3重量％以下的范圍內(nèi)處理，在氣泡的產(chǎn)生效率方面是優(yōu)選的。被噴射液的固體成分濃度在5重量％以上20重量％以下的場合，噴射液濃度取為5重量％以下，能夠得到作用效果。另外，紙漿懸浮液的pH為堿性條件時，由于OH活性自由基生成量增加，是希望的。
作用 第1發(fā)明的作用 在本發(fā)明中，對于紙漿纖維，抑制內(nèi)部的原纖化、促進(jìn)外部原纖化的原因，認(rèn)為是如下的理由。認(rèn)為由氣蝕產(chǎn)生的微細(xì)氣泡崩潰時，如前所述，在數(shù)μm等級的局部領(lǐng)域里會產(chǎn)生強(qiáng)大的能量。因而，微細(xì)的氣泡或者氣泡云在纖維表面或者近旁崩潰時，其沖擊力直接或通過液體到達(dá)紙漿纖維的表面，在構(gòu)成紙漿纖維的纖維素的非結(jié)晶領(lǐng)域被吸收，使外部原纖化和紙漿纖維溶脹。氣泡相對于紙漿纖維非常小，其沖擊力沒有達(dá)到使紙漿纖維全部損傷那樣大的程度。還認(rèn)為，紙漿纖維在液體中分散而沒有固定，所以，即使是氣泡云的連續(xù)崩潰這樣的極大的沖擊力，過剩的能量會作為紙漿纖維自身運(yùn)動的能量而吸收。因此，本發(fā)明的方法與通過機(jī)械作用的打漿方法比較，能夠抑制紙漿纖維的短小化等的損傷，能夠抑制內(nèi)部的原纖化。
第2發(fā)明的作用 根據(jù)本發(fā)明，紙漿纖維上附著的包括油墨等的污染物被剝離的原因，認(rèn)為是如下的理由。認(rèn)為由氣蝕產(chǎn)生的微細(xì)的氣泡崩潰時，如前所述，數(shù)μm等級的局部領(lǐng)域里會產(chǎn)生強(qiáng)大的能量。因此，在微細(xì)氣泡或氣泡云在紙漿纖維表面或其近旁崩潰的場合，其沖擊力直接或通過液體到達(dá)纖維的表面，被構(gòu)成纖維的纖維素的非結(jié)晶領(lǐng)域吸收，促使外部原纖化和纖維溶脹，剝離油墨等的污染物。
另外，認(rèn)為降低污染物的粘附性的原因是，由氣蝕產(chǎn)生的微細(xì)的氣泡崩潰時，會產(chǎn)生羥基自由基，產(chǎn)生的羥基自由基作用在有粘附性的污染物的表面，使其親水化的緣故。
還有，微生物減少的原因，認(rèn)為是，依靠上述的強(qiáng)大的沖擊力會破壞生物細(xì)胞的緣故。
實(shí)施例 第1發(fā)明的實(shí)施例 以下舉例對本發(fā)明加以更具體的說明，但是本發(fā)明不限于相關(guān)的實(shí)施例。
[實(shí)施例1～4] 將市場出售的闊葉樹漂白牛皮紙漿片用低濃度的碎漿機(jī)疏解軟化，作為原料A(排水度CSF666ml)。將原料A調(diào)節(jié)到任意濃度后，用如圖1所示的氣蝕噴流式凈洗裝置(噴嘴直徑為1.5mm)，取噴射液壓力(上流側(cè)壓力)為7MPa(噴流速度70m/秒)，被噴射的容器內(nèi)壓力(下流側(cè)壓力)為0.3MPa，變化處理時間進(jìn)行處理，調(diào)節(jié)排水度。另外，噴射液使用濃度為1.1重量％的紙漿懸浮液，對容器內(nèi)的紙漿懸浮液(濃度為1.1重量％)進(jìn)行氣蝕處理。對處理后的紙漿，測定保水度、篩選實(shí)驗(yàn)、及加拿大標(biāo)準(zhǔn)的排水度(CSF)，結(jié)果表示在表1里。
保水度按照J(rèn).TAPPI No.26 篩選實(shí)驗(yàn)按照J(rèn)IS P 82071976 加拿大標(biāo)準(zhǔn)排水度(CSF)按照J(rèn)IS P 81211995 再有，對處理后的紙漿按照J(rèn)IS P 8209制作5枚手制薄片。手制薄片的厚度、單位面積重量用下述方法測定，以此為基礎(chǔ)計(jì)算出密度和容量。再用下述方法測定斷裂長度、拉伸斷裂伸長度、比拉伸斷裂強(qiáng)度、比破裂強(qiáng)度、白度及色相、不透明度、比散射系數(shù)、比吸收系數(shù)。結(jié)果表示在表2～3里。
厚度按照J(rèn)IS P 81181998。
單位面積重量按照J(rèn)IS P 81241998(ISO 5361995)。
密度與嵩密度根據(jù)手制薄片的厚度、單位面積重量的測定值計(jì)算出來。
斷裂強(qiáng)度與拉伸斷裂伸長度按照J(rèn)IS P 81131998。
比拉伸斷裂強(qiáng)度按照J(rèn)IS P 81162000。
比破裂強(qiáng)度按照J(rèn)IS P 81121994。
白度及色相以JIS P 8148為標(biāo)準(zhǔn)，用色差計(jì)(村上色彩制)測定。
不透明度按照J(rèn)IS P 81492000。
比散射系數(shù)、比吸收系數(shù)以TAPPI T425om-91為基準(zhǔn)，用色差計(jì)(村上色彩制)測定。
[比較例1～5] 對原料A，用PFI粉碎機(jī)，濃度10％、間隙(clearance)0.2mm、變化計(jì)數(shù)進(jìn)行打漿，并調(diào)節(jié)排水度。對打漿后的紙漿測定保水度、篩選實(shí)驗(yàn)、加拿大標(biāo)準(zhǔn)排水度，結(jié)果表示在表1里。再用與實(shí)施例1同樣的方法制成手制薄片，進(jìn)行同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表2～3。
[表1]
[表3] 表3 如表1所示，可以清楚在基本相同的排水度下比較時，實(shí)施例與比較例相比，保水度變低。保水度可以作為內(nèi)部原纖化的指標(biāo)使用，同一排水度下，保水度低表示促進(jìn)了外部原纖化。由于是闊葉樹牛皮紙漿，纖維長度短，在篩選纖維成分時未見差別。
如表2所示，實(shí)施例相對于未處理(比較例1)，密度上升小，斷裂長度、比拉伸斷裂強(qiáng)度、比破裂強(qiáng)度能夠提高。在機(jī)械性的打漿處理的比較例2～5中，雖然能夠提高紙的強(qiáng)力，但密度明顯上升。
如表3所示，在基本相同的排水度的實(shí)施例4和比較例2中，實(shí)施例的白度、不透明度會增高。
因此，本發(fā)明可以稱為是促進(jìn)外部原纖化、降低排水度、嵩密度降低少的紙漿的打漿方法。
[實(shí)施例5～8] 將用工廠實(shí)機(jī)2次精練后的ラジア-タパイン的熱性機(jī)械紙漿(排水度CSF288ml)作為原料B，與實(shí)施例1同樣用氣蝕噴流式凈洗裝置，取噴射液壓力(上流側(cè)壓力)為7MPa(噴流速度70m/秒)，被噴射的容器內(nèi)壓力(下流側(cè)壓力)為0.3MPa，變化處理時間進(jìn)行處理，調(diào)節(jié)排水度。測定得到的紙漿的保水度、篩選實(shí)驗(yàn)、及加拿大標(biāo)準(zhǔn)排水度，結(jié)果表示在表4里。再與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表5、6里。
[比較例6～10] 對原料B，用PFI粉碎機(jī)，與比較例1同樣變化計(jì)數(shù)進(jìn)行打漿，調(diào)節(jié)排水度。對打漿后的紙漿，用其制成的手制薄片，進(jìn)行與實(shí)施例5同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表4、5、6里。
[表4]
[表5] 表5 [表6] 表6 如表4所示，在實(shí)施例中，用氣蝕處理使未處理的紙漿(比較例6)排水度降低的場合，僅有篩選纖維的組成變化。另一方面，在比較例7～10中，用PFI粉碎機(jī)處理后，24目網(wǎng)殘留的長纖維的比例顯著降低，更短的纖維比例增加了。一般可以說，PFI粉碎機(jī)與實(shí)機(jī)的打漿機(jī)比較，纖維的切斷少，在實(shí)施例中能夠抑制纖維的短小化、并調(diào)節(jié)排水度。還有，由于機(jī)械紙漿殘留有木質(zhì)素，所以對保水度影響小。
如表5所示，實(shí)施例中，基本未能看到排水度降低帶來密度升高，嵩密度得到了保持。另一方面，比較例中，隨著排水度的降低，密度上升、嵩密度降低。還有，比較例隨著排水度的降低，比拉伸斷裂強(qiáng)度降低，可以認(rèn)為受到了纖維短小化的影響。
如表6所示，實(shí)施例中，與比較例白度基本相同，并且不透明度高，比散射系數(shù)及比吸收系數(shù)也變高。可以認(rèn)定，比較例中，伴隨排水度降低，不透明度、比散射系數(shù)降低，受到了紙的密度上升的影響。
因此，可以說，本發(fā)明是在抑制纖維的短小化等損傷的同時調(diào)節(jié)排水度的、嵩密度降低少的紙漿的打漿方法。
[實(shí)施例9～11] 舊報(bào)紙、舊廣告單、舊的著色的雜志以及印花類雜志以重量比40/30/15/15的比例配混的舊紙，對其加入氫氧化鈉以使得相對紙漿為1.0重量％，用水調(diào)節(jié)紙漿濃度至15重量％后，用漿粕機(jī)在40℃下疏解6分鐘后作為原料C。將原料C調(diào)節(jié)到任意的濃度后，與實(shí)施例1同樣用氣蝕噴流式凈洗裝置，取噴射液壓力(上流側(cè)壓力)為7MPa(噴流速度70m/秒)，被噴射容器內(nèi)的壓力(下流側(cè)壓力)為0.3MPa，變化處理時間進(jìn)行處理，調(diào)節(jié)排水度。對得到的圖象測定加拿大標(biāo)準(zhǔn)排水度，處理后的紙漿在150目篩網(wǎng)上充分凈洗。凈洗后的紙漿與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表7、8里。再用下述方法測定克拉克剛性，結(jié)果表示在表7里。
·克拉克剛性按照J(rèn)IS P 81431996。
[比較例11～16] 對原料C，用PFI粉碎機(jī)，與比較例1同樣變化計(jì)數(shù)進(jìn)行打漿，調(diào)節(jié)排水度。對打漿后的紙漿，用其制成的手制薄片，進(jìn)行與實(shí)施例5同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表7、8里。進(jìn)一步對原料C，用摩擦2軸捏合機(jī)，變化處理次數(shù)混練處理，調(diào)節(jié)排水度。處理后的紙漿制成手制薄片，對其進(jìn)行與實(shí)施例5同樣的項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表7、8里。
[表7]
表8 如表7所示，在基本相同的排水度下比較時，實(shí)施例與比較例比較，密度極低、嵩密度高。與未處理(比較例11)比較，紙的強(qiáng)力提高，與比較例12～16比較，比拉伸斷裂強(qiáng)度提高。還有克拉克剛性變大，形成高剛性的薄片。
如表8所示，實(shí)施例中與未處理(比較例11)，及機(jī)械性處理(比較例12～16)比較白度變高?？梢郧宄?，一般再生紙漿的制造中，在油墨存在下，進(jìn)行機(jī)械性的打漿、混練作用時，油墨的微粒擦入纖維的空心或細(xì)孔里，白度會降低，也就是所謂的油墨的擦入現(xiàn)象。實(shí)施例白度是增高的，所以沒有產(chǎn)生油墨的擦入現(xiàn)象，降低了排水度。因此，表明本發(fā)明是不出現(xiàn)油墨的擦入現(xiàn)象的、嵩密度降低小的紙漿的打漿方法。
[實(shí)施例12～15] 彩色印刷品、彩色類雜志舊紙、傳真用紙、熱感應(yīng)紙以重量比40/40/10/10的比例配合的舊紙，對其加入氫氧化鈉，以使其相對紙漿為1.0重量％，用水調(diào)節(jié)紙漿濃度至15重量％后，用漿粕機(jī)在40℃下疏解6分鐘后作為原料D。將原料D加水調(diào)節(jié)到任意的濃度后，與實(shí)施例1同樣用氣蝕噴流式凈洗裝置，取噴射液壓力(上流側(cè)壓力)為7MPa(噴流速度70m/秒)，被噴射容器內(nèi)的壓力(下流側(cè)壓力)為0.3MPa，變化處理時間進(jìn)行處理，調(diào)節(jié)排水度。對得到的紙漿的一部分，在150目篩網(wǎng)上充分凈洗。凈洗后的紙漿與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，用同樣的項(xiàng)目進(jìn)行測定，結(jié)果表示在表9、10里。
[比較例17～21] 對原料D，用PFI粉碎機(jī)，與比較例1同樣變化計(jì)數(shù)進(jìn)行打漿，調(diào)節(jié)排水度。對打漿后的紙漿，用其制成的手制薄片，進(jìn)行與實(shí)施例12同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表7、8里。
[表9]
表10 如表9所示，在基本相同的排水度下比較時，實(shí)施例與比較例比較，密度低、膨松。在同一排水度下實(shí)施例和比較例的紙的強(qiáng)力基本相同，同一密度下比較時，實(shí)施例與比較例比較斷裂長度、比拉伸斷裂強(qiáng)度的任何一項(xiàng)都提高了。
如表10所示，在實(shí)施例中，用氣蝕處理白度顯著上升，伴隨著排水度的降低，會更上升?？梢哉J(rèn)為這是促進(jìn)油墨從纖維剝離的緣故。另一方面，比較例中，通過用PFI粉碎機(jī)處理，隨排水度的降低，白度會降低，可以認(rèn)為是出現(xiàn)了油墨擦入的現(xiàn)象。
因此，本發(fā)明可以稱得上是不產(chǎn)生油墨的擦入，紙力提高，嵩密度降低少的紙漿打漿方法。
[實(shí)施例16～18] 將報(bào)紙類成品再生紙漿作為原料E，調(diào)節(jié)紙漿濃度到3.6重量％后，與實(shí)施例1同樣用氣蝕噴流式凈洗裝置，取噴射液壓力(上流側(cè)壓力)為7MPa(噴流速度60m/秒)，被噴射容器內(nèi)的壓力(下流側(cè)壓力)為0.1MPa，變化處理時間進(jìn)行處理，調(diào)節(jié)排水度。對得到的紙漿測定加拿大標(biāo)準(zhǔn)排水度，再用纖維實(shí)驗(yàn)裝置(メツオオ一トメ-シヨン社制)測定纖維的長度和卷曲度，結(jié)果表示在表11里。另外，與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表12里。再按照J(rèn)apan TAAPI紙漿實(shí)驗(yàn)方法No.5-22000利用王研式平滑度透氣度試驗(yàn)機(jī)測定平滑度和抗透氣度，結(jié)果表示在表12里。還有，手制薄片上的夾雜物用圖象解析裝置(商品名スペツクスキヤン2000、アポジ一テクノロジ一社制)進(jìn)行測定，求得超過φ100μm的污物及超過φ250μm污物的各個部分的總面積，結(jié)果表示在表11里。
純彎曲剛度用純彎曲特性測試機(jī)(商品名JTC-911BT、エスエムテ-公司制)對裁成10cm×10cm的試驗(yàn)片進(jìn)行測定。
[比較例22] 對原料E，進(jìn)行與實(shí)施例16同樣的項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表11里。還有，與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行與實(shí)施例16同樣的項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表12里。
[表11] 表11
[表12]
如表11所示，實(shí)施例與未處理(比較例22)比較，雜質(zhì)面積減少，纖維變短化小，卷曲也不增加，紙漿纖維的損傷少.另外，如表12所示，實(shí)施例與未處理(比較例22)比較，強(qiáng)度提高，同時純彎曲剛度、平滑度、抗透氣度也提高. [實(shí)施例19～21] 將優(yōu)質(zhì)的成品再生紙漿作為原料F，調(diào)節(jié)紙漿濃度到2.1重量％后，與實(shí)施例1同樣用氣蝕噴流式凈洗裝置，取噴射液壓力(上流側(cè)壓力)為7MPa(噴流速度60m/秒)，被噴射容器內(nèi)的壓力(下流側(cè)壓力)為0.1MPa，變化處理時間進(jìn)行處理，調(diào)節(jié)排水度。對得到的紙漿測定加拿大標(biāo)準(zhǔn)排水度，再用纖維實(shí)驗(yàn)裝置(メツオオ一トメ一シヨン社制)測定纖維的長度和卷曲度，結(jié)果表示在表13里。另外，與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表14里。再按照J(rèn)apan TAAPI紙漿實(shí)驗(yàn)方法No.5-22000，利用王研式平滑度透氣度試驗(yàn)機(jī)測定平滑度和抗透氣度，結(jié)果表示在表14里。還有，手制薄片上的夾雜物用圖象解析裝置(商品名スペツクスキヤン2000、アポジ-テクノロジ一社制)進(jìn)行測定，求得超過φ100μm的污物及超過φ250μm污物的各個部分的總面積，結(jié)果表示在表13里。
[比較例23] 對原料F，進(jìn)行與實(shí)施例19同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表13里。還有，與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行與實(shí)施例19同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表14里。
[表13] 表13

如表13所示，實(shí)施例與未處理(比較例23)比較，雜質(zhì)面積減少，纖維變短化少，卷曲也不增加，紙漿纖維的損傷少.還有，如表12所示，實(shí)施例與未處理(比較例23)比較，強(qiáng)度提高，同時純彎曲剛度、平滑度、抗透氣度也提高. [實(shí)施例22～25] 將工廠實(shí)際機(jī)器2次精練后的熱性機(jī)械紙漿(魚鱗松、冷衫、ラジア-タパイン混合物)用篩網(wǎng)、除塵器除塵后作為原料G(排水度CSF132ml)，將紙漿濃度調(diào)節(jié)為2.6重量％后，與實(shí)施例1同樣用氣蝕噴流式凈洗裝置，取噴射液壓力(上流側(cè)壓力)為7MPa(噴流速度70m/秒)，被噴射容器內(nèi)的壓力(下流側(cè)壓力)為0.1MPa，變化處理時間進(jìn)行處理，調(diào)節(jié)排水度。對得到的紙漿測定加拿大標(biāo)準(zhǔn)的排水度，再用纖維實(shí)驗(yàn)裝置(メツツオオ一トメ-シヨン社制)測定纖維的長度和卷曲度，結(jié)果表示在表15里。另外，用纏結(jié)纖維用PQM1000(メツツオオ一トメ-シヨン社制)，分別測定整個纏結(jié)纖維(寬75μm以上、長0.3mm以上)、寬幅纏結(jié)纖維(寬150μm以上、長0.3mm以上)、長纏結(jié)纖維(寬75μm以上、長1.5mm以上)，換算為每1g紙漿的個數(shù)，表示在表15里。進(jìn)一步，與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表16、17里。
[比較例24] 對原料G，進(jìn)行與實(shí)施例22同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表15里。還有，與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行與實(shí)施例22同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表16、17里。
[比較例25] 將原料G，調(diào)節(jié)到紙漿濃度3.5重量％后，用雙圓盤勻漿機(jī)(DDR)處理，進(jìn)行與實(shí)施例22同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表15里。還有，與實(shí)施例1同樣制成手制薄片，進(jìn)行與實(shí)施例22同樣項(xiàng)目的測定，結(jié)果表示在表16、17里。
[表15] 表15
[表16] 表16 [表17] 表17 如表15所示，實(shí)施例與未處理(比較例24)比較，纏結(jié)纖維數(shù)減少。還有，如果和DDR處理(比較例25)比較，纏結(jié)纖維數(shù)也減少，進(jìn)一步，纖維短小化少，卷曲也不增加，紙漿纖維的損傷少。另外，如表16所示，實(shí)施例與未處理(比較例24)、DDR處理(比較例25)比較，強(qiáng)度、純彎曲剛度提高了。如表17所示，平滑度、抗透氣度也提高了。
第2個發(fā)明的實(shí)施例 <關(guān)于剝離油墨的實(shí)驗(yàn)> [實(shí)施例26～27] 將A工廠泡沫及標(biāo)本白水(在實(shí)驗(yàn)室用低濃度漿粕機(jī)將涂層紙疏解后，用80目濾布得到的軋水)，用圖1所示的氣蝕噴流式凈洗裝置(噴嘴直徑為1.5mm)，在噴射液壓力(上流側(cè)壓力)為7MPa(噴流速度70m/秒)，被噴射容器內(nèi)的壓力(下流側(cè)壓力)為0.3MPa的條件下，處理15分鐘.處理后的泡沫及標(biāo)本白水用實(shí)驗(yàn)室浮選機(jī)進(jìn)行處理，以使廢物率相同.對于浮選前后的試料分別根據(jù)Tappi標(biāo)準(zhǔn)法制成5片60g/m2的手制薄片。手制薄片的粗大油墨用夾雜物測定裝置(スペツクスキヤン2000、アポジ-テクノロジ一制)測定，不同的5枚手制薄片上的粒徑100μm以上的污物用圖象處理方式測定。結(jié)果表示在表18里。
[比較例26～27] A工廠泡沫及標(biāo)本白水不用氣蝕噴流式凈洗裝置處理，用實(shí)驗(yàn)室浮選機(jī)進(jìn)行處理，以使廢物率相同。對于浮選前后的試料同樣測定了粗大油墨。結(jié)果表示在表18里。
[表18]
如表18所示，實(shí)施例26、27的浮選前的污物平均粒徑比比較例26、27小，可以斷定是微細(xì)化狀態(tài).進(jìn)一步，實(shí)施例26、27浮選后的污物的個數(shù)與對應(yīng)的比較例比較會變得極少，污物的除去率顯著上升了.因此，實(shí)施例中促進(jìn)了污物從紙漿纖維及/或灰分上的剝離和微細(xì)化，可以說，用浮選方法去除變得容易了. <關(guān)于除去油墨的實(shí)驗(yàn)1> [實(shí)施例28～30] B工廠泡沫用氣蝕噴流式凈洗裝置，上流側(cè)壓力為7MPa、下流側(cè)壓力為0.3MPa處理10分鐘。處理后的泡沫用實(shí)驗(yàn)室浮選機(jī)變化時間進(jìn)行處理，并變化處理廢物率。浮選后的試料以JIS P 8148的方法為基準(zhǔn)，用色差計(jì)(村上色彩制)測定白度。還有，為了測定殘留油墨，對微細(xì)油墨用殘留油墨測定裝置(カラ-タツチテクニダイン制)測定ERIC值(有效殘留油墨濃度)，計(jì)算出白度上升幅度和油墨除去率。結(jié)果表示在表19、圖2里。
[比較例28～30] B工廠泡沫不用氣蝕噴流式凈洗裝置處理，用實(shí)驗(yàn)室浮選機(jī)變化時間進(jìn)行處理、并變化處理廢物率。浮選后的試料用同樣方法測定白度及微細(xì)油墨，計(jì)算出白度上升幅度和油墨除去率。結(jié)果表示在表19、圖2里。
[表19] 表19 如表19及圖2所示，實(shí)施例28～30(圖2的氣蝕處理)與比較例28～30(圖3的未處理)相比，可以斷定，相同的廢物率下的油墨除去率顯著增高。同樣的，白度上升幅度也增高。
<關(guān)于除去油墨的實(shí)驗(yàn)2> [實(shí)施例31～33] 將B工廠白水以與實(shí)施例28～30同樣方法處理。對處理后的試料用同樣方法測定白度及微細(xì)油墨，計(jì)算出白度上升幅度和油墨除去率。結(jié)果表示在表20、圖3里。
[比較例31～33] 將B工廠白水以與實(shí)施例28～30同樣方法處理。對處理后的試料用同樣方法測定白度及微細(xì)油墨，計(jì)算出白度上升幅度和油墨除去率。結(jié)果表示在表20、圖3里。
[表20] 表20 如表20及圖3所示，實(shí)施例31～33(圖3的氣蝕處理)與比較例31～33(圖3的未處理)相比，相同的廢物率下的油墨除去率顯著增高，白度上升幅度也變大。
<關(guān)于粘附性的實(shí)驗(yàn)> [實(shí)施例34～35] A工廠泡沫及B工廠泡沫用氣蝕噴流式凈洗裝置處理，上流側(cè)壓力為7MPa、下流側(cè)壓力為0.3MPa，分別處理15、10分鐘。處理后的泡沫中各投入5枚10cm見方的聚苯乙烯膜，緩慢攪拌10分鐘。10分鐘后取出，干燥后，測定其重量，計(jì)算攪拌前后的重量差，得到聚苯乙烯膜的附著量。
[比較例34～35] A工廠泡沫及B工廠泡沫不用氣蝕噴流式凈洗裝置處理，用同樣方法求得聚苯乙烯的附著量。
[表21] 表21 如表21所示，實(shí)施例34、35與對應(yīng)的比較例34、35比較，對聚苯乙烯膜的附著量極少.一般情況下，具有粘附性的物質(zhì)容易附著在聚苯乙烯這樣的疏水性表面，所以，可以認(rèn)為實(shí)施例中微細(xì)的粘著物質(zhì)的附著性降低了. (關(guān)于減少微生物的實(shí)驗(yàn)) [實(shí)施例36] B工廠泡沫用氣蝕噴流式凈洗裝置處理，上流壓力為7MPa、下流壓力為0.3MPa，處理10分鐘。將處理后的一定量的泡沫放入容器里，在暗處室溫下保管。用目測觀察每1周菌的繁殖情況，用4個等級進(jìn)行評價(jià)。
[比較例36] B工廠泡沫不用氣蝕噴流式凈洗裝置處理，將一定量放入容器里，在暗處室溫下保管。同樣的方法評價(jià)菌的繁殖情況。
[表22] 表22 一般，含有脫墨紙漿的原料、造紙工序的原料，大多含有淀粉等的有機(jī)物，所以，易腐蝕、微生物容易繁殖。如表22所示，實(shí)施例36比比較例36霉菌等的繁殖、液體的腐爛進(jìn)行的明顯慢，可以認(rèn)為這是因?yàn)橥ㄟ^用實(shí)施例處理，對微生物進(jìn)行了殺菌。
<關(guān)于雙氧水分解酶的實(shí)驗(yàn)> [實(shí)施例37] B工廠泡沫用氣蝕裝置，上流壓力為7MPa、下流壓力為0.3MPa，處理10分鐘。取處理后的泡沫50ml到燒杯中，加入雙氧水，攪拌35分鐘后測定殘留雙氧水率。
[比較例37] B工廠泡沫不用氣蝕裝置處理，同樣方法評價(jià)殘留雙氧水率。
[表23] 表23 眾所周知，一些種類的微生物在菌體外能夠排出分解雙氧水的雙氧水分解酶，產(chǎn)生雙氧水分解酶的微生物如果在工序內(nèi)繁殖，采用雙氧水的漂白效率就會降低。這是雙氧水水解的緣故。實(shí)施例37比比較例37殘存的雙氧水的比例高。因此，可以認(rèn)為，能夠用微生物及/或來自微生物的阻礙物質(zhì)控制漂白效率的降低。
權(quán)利要求
1.一種工序用水的處理方法。其特征是在紙漿及/或紙的制造工序中使用的紙漿長纖維成分的含有率相對于全部固體成分的重量比為50％以下的工序用水，通過用液體噴流產(chǎn)生的氣蝕進(jìn)行處理后，可以返回到前述的紙漿及/或紙的制造工序里，進(jìn)行再利用。
2.權(quán)利要求1所述的工序用水的處理方法，其特征是，工序用水是由舊紙?jiān)偕ば蚺懦龅膹U水。
3.權(quán)利要求1所述的工序用水的處理方法，其特征是，工序用水是造紙工序排出的白水。
4.權(quán)利要求1～3任何一項(xiàng)所述的工序用水處理方法，其特征是，工序用水是由紙漿及/或紙的制造工序排出的經(jīng)過了固體成分與水的分離工序的工序用水，紙漿長纖維成分的含有率相對于全部固體成分為50重量％以下的工序用水，通過用液體噴流產(chǎn)生的氣蝕進(jìn)行處理，將附著在紙漿纖維和/或無機(jī)粒子上的污染物質(zhì)剝離后，返回到前述的紙漿及/或紙的制造工序里，進(jìn)行再利用。
5.權(quán)利要求1～3任何一項(xiàng)所述的工序用水處理方法，其特征是，工序用水是舊紙?jiān)偕ば虻母∵x工序的廢料及/或凈洗工序的軋水，利用液體噴流產(chǎn)生的氣蝕進(jìn)行處理，剝離紙漿纖維及/或灰分上附著的污染物質(zhì)后，進(jìn)行再利用。
6.工序用水的處理方法，其特征是，權(quán)利要求1～5任何一項(xiàng)所述的用氣蝕進(jìn)行處理后的工序用水，經(jīng)過后價(jià)段設(shè)置的分離裝置有效地將污染物分離后再利用。
7.脫油墨紙漿的制造方法，其特征是，將權(quán)利要求1～6任何一項(xiàng)所述的用氣蝕處理后的工序用水在舊紙的再生工序中再利用。
8.紙的制造方法，其特征是，將權(quán)利要求1～6任何一項(xiàng)所述的用氣蝕處理后的工序用水在造紙工序中再利用。
全文摘要
本發(fā)明中的第1個發(fā)明是，提供一種提高成品紙的膨松性的制造方法。該方法是在紙漿的制造工序中，通過研究抑制紙漿纖維的損傷和內(nèi)部原纖化，來調(diào)節(jié)排水度的方法，在與機(jī)械處理相同的排水度水平，制造出強(qiáng)度更高的、膨松的紙漿，從而提高成品紙的膨松性。第2個發(fā)明是，提供制造高品質(zhì)紙漿和紙的方法。該方法是在含有紙漿及紙的制造工序中使用的紙漿的長纖維成分的工序用水的處理中，通過剝離附著在紙漿纖維及或無機(jī)粒子上的污染物，降低污染物的粘附性，且減少微生物，澄清工序用水，結(jié)果可以制造出高品質(zhì)的紙漿與紙。按照第1個發(fā)明，在紙漿制造工序里，優(yōu)選的是利用液體噴流產(chǎn)生氣蝕，并將伴隨著氣蝕產(chǎn)生的微細(xì)氣泡導(dǎo)入紙漿的懸浮液中，利用該微細(xì)氣泡崩潰時的沖擊力，將該紙漿調(diào)制到所要的排水度。按照第2個發(fā)明，將在紙漿及/或紙的制造工序中使用的紙漿長纖維成分的含有率相對于全部固體成分的重量比為50％以下的工序用水，通過用液體噴流產(chǎn)生的氣蝕處理后，返回到前述的紙漿及/或紙的制造工序，進(jìn)行再利用。
文檔編號D21D1/02GK101705634SQ20091020838
公開日2010年5月12日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月9日
發(fā)明者后藤至誠, 辻洋路, 渡部啟吾, 飯森武志 申請人:日本制紙株式會社