紙および木材のリサイクル処理過程における含有構成成分の挙動解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08456085
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 磯貝 明 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (40191879)
• 研究分担者: 小野 拡邦 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30261960) ; 松本 雄二 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (30183619) ; 鮫島 正浩 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (30162530) ; 有馬 孝禮 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10144057)
• キーワード: 古紙 / リサイクル / 脱インキ / 紙 / 木材 / 生物分解性 / 焼却灰 / 添加剤

研究概要

1. 紙のリサイクル処理過程における含有構成成分の量的変化について、サイズ剤成分(撥水化剤)であるロジン、ロジンエステル、アルキルケテンダイマー(AKD)およびアルケニル無水コハク酸(ASA)を検討したところ、ほとんどすべてのサイズ剤成分は脱墨過程でパルプから除去され、リジェクト成分に移動することが明らかになった。まだ、同様に無機粉体である填料成分、紙力剤および歩留り剤として用いられるデンプン成分、歩留り剤として添加される硫酸アルミニウム由来のアルミニウム成分もほとんど除去され、排液成分に移動することが明らかになった。リジェクト成分は最終的には燃焼処理されており、焼却灰の利用方法も含めて課題が残った。
2. 複写オフィス用紙のリサイクル利用の促進を考慮して、セルラーゼ、アミラーゼなどの酵素を脱墨処理の際に添加し、pHを中性〜弱アルカリ性に制御して脱トナー特性を評価した。その結果、特にアミラーゼ添加が、脱トナー性およびリサイクル紙の白色度向上に効果的であった。しかし、脱離したトナー成分(石油系高分子成分)の処理は、現状ではやはり燃焼処分しかなく、脱離したトナー成分の有効利用も含めたリサイクル処理技術、複写技術の展開が求められる。
3. 日本国内のパルプ製紙工場より排出されたスラッジ、およびその燃焼灰の元素分析(酸素、窒素、水素を除く)を行った結果、カルシウム、ケイ素、アルミニウムでその80%以上を占めていた。また、この結果を、都内の清掃工場から排出された焼却灰の元素成分と比較すると、ほぼ一致しており、紙ゴミが清掃工場で処分されるゴミの主要成分であることが示された。住宅廃材から調製した炭にはカルシウムが主成分であった。

研究成果

• [文献書誌] Kato, M., Isogai, A.: "Retention behavior of aluminum compounds on pulp fibers in wet-end" Journal of Wood Science. 44 (5). 361-368 (1998)
• [文献書誌] Yoshizawa, J., Isogai, A.: "Analysis and retention of cationic and amphoteric starches on handsheets" Journal of Pulp and Paper Science. 24 (7). 213-218 (1998)
• [文献書誌] 磯貝 明: "サイズ性発現機構" 紙パルプ技術協会誌. 52(12). 1678-1686 (1998)
• [文献書誌] Kitaoka, T., Isogai, A.: "Sizing mechanism of emulsion rosin size-alum systems Part 3." Nordic Pulp and Paper Research Journal. 12 (3). 182-188 (1997)
• [文献書誌] Isogai, A.: "Effects of carboxyl groups in pulp on retention of alkylketene dimer" Journal of Pulp and Paper Science. 23 (5). J215-J219 (1997)
• [文献書誌] 申 准燮, 磯貝 明: "複写古紙のリサイクル処理過程における紙の構成成分およびトナーの量的変化" 紙パルプ技術協会誌. 51(5). 773-783 (1997)
• [文献書誌] 磯貝 明: "高純度化技術体系第3巻、第1節 添加剤による紙の機能発現機構" フジ・テクノシステム, 1190 (1997)