前 言
随着近年来人们围绕着环保有关问题的认识在逐步提高,对废纸问题的关心也年年在提高。如现在引起人们很关心的问题之一,是怎么回收和再利用办公室和家庭的废纸?但有时再生纸的成本还高于用纯纸浆造的高级纸,可喜的现象是有些企业为环保作出贡献而仍用昂贵的再生纸。废纸也是一种公害且在我们身边到处可见,但它是有再利用的价值。
废纸利用的现状
约99%的废纸一直被作为造纸原料,到1990年前后主要作为瓦楞纸板或卫生纸的原料用。从70年代后半期起,废纸就被制成新闻用纸,从而使废纸在纸板、新闻纸及卫生纸中被利用率从约40%上升到约50%,直到1985年利用率处于上升之势,但在1986~1988年间出现了滑坡。
1989年后因人们对环保意识提高,故政府及企业都提倡用再生纸。结果纸板、新闻纸及卫生纸的废纸利用率超过了50%,其中纸板的废纸利用率超过了80%,新闻纸和卫生纸25%,平均利用率达50%多。
废纸作为造纸原料的利用
废纸作为造纸原料加以利用应具备以下条件:
(1)能继续供应足够的造纸原料用的废纸。
(2)废纸应按品种分类并无混杂着禁忌品。
(3)与纸浆相比,价格要适宜。
(4)利用废纸所需的技术已建立起来。
(5)确保利用废纸生产的纸品要有销售市场。
若在这个五条件中缺了其中任何一条,或许废纸再利用就难于维持下去。要把废纸作为造纸原料用时,首先要利用离析设备把废纸中的纤维离析和分散。但废纸的用法大致可分为两种类:(1)把废纸离析后就立即加以使用,如可作为瓦楞纸板等厚纸板的原料用。(2)经过对废纸的离析、分散及脱墨后才可使用,如可用于新闻纸、印刷纸、情报纸和卫生纸等的原料。
最近的废纸利用技术
废纸的脱墨处理
当把废纸作为印刷、情报和新闻等的用纸时,为了提高白色度而必须先去掉印刷油墨。在印刷和情报面用的废纸有新闻纸,印上彩色的上等纸等,人造纸以及计算机印刷输出[CPO]用纸,但因新闻和CPO的印刷和印字方式本身已发生了变化,故脱墨技术也应与此适应。
(1)新闻纸的脱墨
过去印刷报纸时采用的是凸版印刷方式为主,但近几年来采用胶版印刷的多起来。如果是用凸版印刷的旧报纸,利用化学药品处理就容易从旧报纸纤维里剥离出油墨。如果是用胶版印的旧报纸,单靠一种化学药品处理要从纤维里剥离油墨就困难。这是因为用胶版印刷时所用的油墨里含有树脂,而且时间愈长树脂同纤维粘着牢且愈硬化。故要剥离胶版印刷的油墨,不仅要用化学处理而且还要进行物理处理。
各造纸厂对利用旧报纸时一直对这一点感到头痛,不过现在这方面已取得了成果,这是对旧报纸脱墨技术上的一大进步。
(2)CPO的脱墨
从办公室等排出的高级纸之一就是CPO,系列发票也是其中之一,利用新的脱墨技术处理后这些再生纸大多数都作为原始纸浆制成的高级纸的代用品用。因这些CPO的印字方式不同,其采用的脱墨方式也有所不同,为此对废纸可采用如下分类法。
在这4种印字式的CPO废纸的利用方面,以往主要是利用A型和B型两种,对C型和D型用的较少。这是因为A型和B型是有色带[ink vibbon]的冲击印字方式,其脱墨较容易,而C型和D型的是用非冲击式印刷机(电子照相方式)印刷的,主要是用调色剂,同新闻用纸的胶版透印印刷一样,油墨粘着纤维以致仅用化学处理要脱净油墨有困难。
但由于现在有关脱墨药品及脱墨技术的提高,通过脱墨工艺采用机械(物理方面)处理法就能脱净油墨。结果采用C型的也随之而多起来,现在用C型处理脱墨的再生纸的白色度并不比用原始纸浆制成的高级纸差。但由于脱墨后含在调色剂里的染料仍残留在脱墨纸浆,当这些染料同溶剂接触时就被溶析而在表面起泡,从而产生有色斑点。所以这种再生纸不可能完全代替用原始纸浆制成的超级纸张。
今后关于脱墨问题的加工技术预料会不断取得进步,但愈精密加工再生纸的成本也将随之而提高,故废纸利用率也许会下降。为此开发出廉价的精细加工技术很有必要。
轻量异物的处理
轻量异物主要是指在装订或包装方面使用的热熔[hot melt]粘着剂或作为包装材料等使用的粘着带用粘着剂或作为纸耐水加工时使用的蜡[wax]等。这些异物伴随着废纸而混入在处理加工过程,但因它们的比重接近于纤维的比重,故用物理处理也难于使这些异物同纤维分离。若这些轻量异物混杂在废纸的纸浆里,包括抄纸工序在内的一切工序中将出一些问题。一旦这些异物混杂在纸制品中,纸的外观不好看且价格也上不去,用户也可能因质量差而提出索赔的要求。
采取的对策是:(1)保持着异物在较大的状态下分离除去。(2)利用其比重差使用滤清器分离。(3)为分离纤维和轻量异物,利用通带窄的过滤细网等组合设备。但利用这些设备要100%除去仍有困难。利用废纸的基本是靠筛选时除去含有轻量异物的部分。
中性纸系的废纸利用
以往造纸时一般在抄纸工序中使用硫酸铝制成酸性抄纸,因此在造纸过程中所用的造纸药品也围绕着酸性抄纸进行开发及制造。但是最近10年来,中性抄纸已引起了人们的注意,用中性抄纸对造纸企业有以下好处。(1)能提高制品的纸力。(2)可提高能量消耗率(节能)。(3)可提高单位水的效益。(4)可防止机械类的腐蚀。(5)可用较廉价的石灰石作其填料品。对公文书或书籍等要求要长期保存的问题,以印刷或情报用纸为中心考虑,已逐步地从以往所用的酸性纸正在向中性纸转换。
因中性纸的纤维劣化少,从其废纸利用方面考虑近来提倡多用中性抄纸。但用中性抄纸系废纸也有难处:(1)中小型的卫生纸造纸厂在造纸过程中容易发泡或通路堵塞或流程不畅等,当然这同中性纸原料的混合比例有关,(2)在排水的凝集处理中引起处理水的恶化及白浊,这可能是淀粉同水中的石灰石混在一起有关,石灰石在水中是分散着的胶态。
故有些造纸厂接受废纸时要检查废纸是酸性的还是中性的,对中性纸系废纸不太感兴趣,利用中性纸系废纸存在着以下三个问题。
第1,如果把石灰石作为在中性纸系纸面涂的涂料时,这种纸的质量大为提高,但相反地在其排水的污浊浓度也高而造成排水难的问题。
第2,用石灰石在表面上涂上一层的纸,虽然也要看其用的涂料量,但若涂层的是废纸再生纸时其排水通路就不畅通。
第3,排水的化学需氧量趋于上升之势,仅用原来的凝聚沉粉法要除去化学需氧量[COD]还是有一定限度,为此有必要进行生物处理。
今后围绕着中性纸系废纸问题,为使造纸业能利用中性纸系废纸,那就有必要进一步理解中性纸的特点以及提高排水处理的技术,还要使有关设备更上一个台阶。
小 结
回收的废纸几乎都作为造纸原料用,但因用户最近对纸要求多样化和高质量化,使得对纸加工不得不向着技术精密化和多样化方向发展。因而使得利用废纸加工,特别是用过多次的废纸加工显得困难了。
为此采取的比较现实的对策是,先把废纸分类并除去其中的禁忌品等。而且这种分类应在废纸的发生源(如家庭,办公室,工厂等)就着手分类,否则堆积在一起时才分类的话,既费工且效率也不高,效果也较差,特别是目前尚不能完全靠机械化手段分类的情况下,更要求要这样。
因此,今后应开发出使得废纸还原容易的印刷油墨和纸加工剂,从而整合废纸利用的环境。一般说来,印刷业者想的是如何把油墨在纸面(纤维)粘着牢,而造纸业者想的是如何使印墨容易从纸面(纤维)剥离,两者的立场正相反。
最近有些企业已着手研究开发纸品加工用的新药剂,旨在于使废纸加工还原减轻负担。如去年4月成立并于同年10月施行的废品再利用中,把造纸业的废纸再生业列为特定业种。1990年日本造纸联合会也制定了废纸再利用的55计划,即要求到1994年底的废纸利用率提高到55%,这对纸浆原料缺乏的日本来说是一项重要措施。
[精密工学会志(日),1992年1月号]