JP2002069876A - 古紙の脱墨方法 - Google Patents
古紙の脱墨方法Info
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- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の脱墨方法では剥離することが困難であ
った、トナー、更系雑誌用オフセットインキ等の難剥離
性のインキを効率よく微細化して繊維から剥離し、工程
水中に分散させるとともに、フローテーション工程また
は洗浄工程において、剥離したインキの除去性を向上さ
せることによって、飛躍的に未剥離インキの少ない脱墨
パルプが得られる脱墨方法を提供する。 【解決手段】 古紙の脱墨に際し、古紙に含まれる主成
分のインキについて、主成分インキの表面自由エネルギ
ーの分散成分に該当する表面張力の値に対して＋2〜−5
mN/mの範囲、好ましくは0〜−3mN/mの範囲の表面張力
を持つ界面活性剤を少なくとも一種以上用いて、機械力
を伴うインキ剥離工程を行なうことを特徴とする脱墨方
法。
った、トナー、更系雑誌用オフセットインキ等の難剥離
性のインキを効率よく微細化して繊維から剥離し、工程
水中に分散させるとともに、フローテーション工程また
は洗浄工程において、剥離したインキの除去性を向上さ
せることによって、飛躍的に未剥離インキの少ない脱墨
パルプが得られる脱墨方法を提供する。 【解決手段】 古紙の脱墨に際し、古紙に含まれる主成
分のインキについて、主成分インキの表面自由エネルギ
ーの分散成分に該当する表面張力の値に対して＋2〜−5
mN/mの範囲、好ましくは0〜−3mN/mの範囲の表面張力
を持つ界面活性剤を少なくとも一種以上用いて、機械力
を伴うインキ剥離工程を行なうことを特徴とする脱墨方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は印刷古紙から脱墨パ
ルプを製造する方法に関する。更に詳しくは、新聞、チ
ラシ、雑誌、コピー、コンピュータープリントアウトな
どを、パルパーやニーダー等の機械力によってインキを
繊維から剥離するインキ剥離工程と、その後のフローテ
ーション及び／または洗浄を行ないインキを除去するイ
ンキ除去工程からなる脱墨処理を行なうに際し、古紙に
含まれるインキの性質に応じた界面活性剤を用いること
で、インキの剥離性を飛躍的に向上させ、高白色度で未
剥離インキが極めて少なく、微細なインキに起因する色
のくすみの少ない、脱墨パルプを製造する方法に関する
ものである。
ルプを製造する方法に関する。更に詳しくは、新聞、チ
ラシ、雑誌、コピー、コンピュータープリントアウトな
どを、パルパーやニーダー等の機械力によってインキを
繊維から剥離するインキ剥離工程と、その後のフローテ
ーション及び／または洗浄を行ないインキを除去するイ
ンキ除去工程からなる脱墨処理を行なうに際し、古紙に
含まれるインキの性質に応じた界面活性剤を用いること
で、インキの剥離性を飛躍的に向上させ、高白色度で未
剥離インキが極めて少なく、微細なインキに起因する色
のくすみの少ない、脱墨パルプを製造する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省資源或いは地球規模での環境保
護といった観点から、古紙の再生利用率を上昇させるこ
とが求められており、再生利用の範囲を拡大することが
極めて重要な問題となっている。一方で、従来の脱墨パ
ルプの用途は新聞・雑誌用の紙であることが多かった
が、近年は様々な用途へ展開すべく、古紙をより高度に
処理し高白色度で残インキの少ない脱墨パルプを製造す
ることが求められている。
護といった観点から、古紙の再生利用率を上昇させるこ
とが求められており、再生利用の範囲を拡大することが
極めて重要な問題となっている。一方で、従来の脱墨パ
ルプの用途は新聞・雑誌用の紙であることが多かった
が、近年は様々な用途へ展開すべく、古紙をより高度に
処理し高白色度で残インキの少ない脱墨パルプを製造す
ることが求められている。
【０００３】古紙の再生利用範囲を拡大するためには、
インキを多く含む更系雑誌古紙や灰分の高いコート系雑
誌古紙、異物を多く含む市中回収雑誌古紙、難剥離性の
トナー印刷物を多く含むオフィス古紙などの難脱墨性お
よび／または高灰分の古紙を利用する必要がある。しか
しながら、従来の品質基準より高品質のパルプを製造す
る場合、トナー印刷物や更系雑誌の未剥離インキは最終
製品のダートとなり、品質を著しく低下させるため、特
にこれらの難剥離性インキの剥離が重要となっている。
インキを多く含む更系雑誌古紙や灰分の高いコート系雑
誌古紙、異物を多く含む市中回収雑誌古紙、難剥離性の
トナー印刷物を多く含むオフィス古紙などの難脱墨性お
よび／または高灰分の古紙を利用する必要がある。しか
しながら、従来の品質基準より高品質のパルプを製造す
る場合、トナー印刷物や更系雑誌の未剥離インキは最終
製品のダートとなり、品質を著しく低下させるため、特
にこれらの難剥離性インキの剥離が重要となっている。
【０００４】従来の脱墨方法は、一般的に繊維からイン
キを剥離する工程と、剥離されたインキを排出する工程
からなる。より具体的には、パルパーにおいてアルカリ
性pH値で水酸化ナトリウム、珪酸ソーダ、酸化性漂白剤
の共存下に、界面活性剤を添加し、インキの繊維からの
剥離および微細化を行ない、続いてフローテーション及
び／または洗浄により脱インキを行なう方法が主流であ
る。しかしながら、近年の印刷技術の多様化に伴い、こ
のような印刷古紙の脱墨処理は困難さを増してきてい
る。
キを剥離する工程と、剥離されたインキを排出する工程
からなる。より具体的には、パルパーにおいてアルカリ
性pH値で水酸化ナトリウム、珪酸ソーダ、酸化性漂白剤
の共存下に、界面活性剤を添加し、インキの繊維からの
剥離および微細化を行ない、続いてフローテーション及
び／または洗浄により脱インキを行なう方法が主流であ
る。しかしながら、近年の印刷技術の多様化に伴い、こ
のような印刷古紙の脱墨処理は困難さを増してきてい
る。
【０００５】インキ剥離工程とインキ除去工程に用いら
れる脱墨剤には、それぞれ異なる特性が要求されてい
る。すなわち、インキ剥離工程に用いられる脱墨剤に
は、古紙繊維に固着したインキを物理的、化学的に剥離
するために、インキおよびパルプに対する濡れ性、浸透
性を向上させ、インキ剥離力を増加させること、更に再
付着防止の点よりインキ分散性に優れることが要求され
る。一方、インキ除去工程に用いられる脱墨剤には、フ
ローテーション工程において気泡にインキを効果的に付
着、系外除去するために、起泡性と洗浄時の破泡性およ
びインキ補集性に優れることが要求される。
れる脱墨剤には、それぞれ異なる特性が要求されてい
る。すなわち、インキ剥離工程に用いられる脱墨剤に
は、古紙繊維に固着したインキを物理的、化学的に剥離
するために、インキおよびパルプに対する濡れ性、浸透
性を向上させ、インキ剥離力を増加させること、更に再
付着防止の点よりインキ分散性に優れることが要求され
る。一方、インキ除去工程に用いられる脱墨剤には、フ
ローテーション工程において気泡にインキを効果的に付
着、系外除去するために、起泡性と洗浄時の破泡性およ
びインキ補集性に優れることが要求される。
【０００６】インキの剥離は、界面化学的に見ると、イ
ンキと繊維の界面を引き剥がし、新たに脱墨剤溶液との
界面を形成する仕事である。従って、インキを繊維から
剥離させるために必要なエネルギーが最小となる時に最
も効率が良くなる。これは、インキと脱墨剤との界面張
力が最小となる点であり、（ａ）脱墨剤の表面張力を小
さくする、（ｂ）インキと脱墨剤の分子間の親和力を大
きくすることによって達成することができる。しかしな
がら、高いインキの濃度および粘性、さらに揮発性分の
影響等があり、インキと脱墨剤の界面張力を測定するこ
とは困難であった。このため、便宜的にインキのビヒク
ルの主成分であるアマニ油との界面張力が測定されてき
たが、トナーインキなどアマニ油を使用しないインキに
ついての界面張力を測定できなかった。更に、（ｂ）の
インキと脱墨剤の分子間の親和力についても、直接測定
することが困難であった。このため、従来の技術ではイ
ンキの剥離について、（ａ）の表面張力を下げること、
更にインキ界面と脱墨剤水溶液との接触角を下げること
によって、インキ界面の濡れ性を上げインキ界面の親水
度を増すことが、重要と考えられていた。
ンキと繊維の界面を引き剥がし、新たに脱墨剤溶液との
界面を形成する仕事である。従って、インキを繊維から
剥離させるために必要なエネルギーが最小となる時に最
も効率が良くなる。これは、インキと脱墨剤との界面張
力が最小となる点であり、（ａ）脱墨剤の表面張力を小
さくする、（ｂ）インキと脱墨剤の分子間の親和力を大
きくすることによって達成することができる。しかしな
がら、高いインキの濃度および粘性、さらに揮発性分の
影響等があり、インキと脱墨剤の界面張力を測定するこ
とは困難であった。このため、便宜的にインキのビヒク
ルの主成分であるアマニ油との界面張力が測定されてき
たが、トナーインキなどアマニ油を使用しないインキに
ついての界面張力を測定できなかった。更に、（ｂ）の
インキと脱墨剤の分子間の親和力についても、直接測定
することが困難であった。このため、従来の技術ではイ
ンキの剥離について、（ａ）の表面張力を下げること、
更にインキ界面と脱墨剤水溶液との接触角を下げること
によって、インキ界面の濡れ性を上げインキ界面の親水
度を増すことが、重要と考えられていた。
【０００７】従来の、脱墨剤の開発、選定にあたって
は、前述の通り、脱墨剤の表面張力またはインキのビヒ
クルモデルとしてのアマニ油との界面張力、脱墨剤のイ
ンキに対する接触角の測定（特開平9-324382、新聞イン
キのみに対するフローテーションにおける脱墨工程水の
接触角の制御）が行なわれ、より表面張力が低く、より
インキとの接触角の小さい脱墨剤が目標とされていた。
しかしながら、各種インキの性質については、測定が困
難であるため、評価が行なわれていなかった。
は、前述の通り、脱墨剤の表面張力またはインキのビヒ
クルモデルとしてのアマニ油との界面張力、脱墨剤のイ
ンキに対する接触角の測定（特開平9-324382、新聞イン
キのみに対するフローテーションにおける脱墨工程水の
接触角の制御）が行なわれ、より表面張力が低く、より
インキとの接触角の小さい脱墨剤が目標とされていた。
しかしながら、各種インキの性質については、測定が困
難であるため、評価が行なわれていなかった。
【０００８】例えば、接触角を用いたインキの疎水性の
評価方法では、トナー、インクジェット、新聞用オフセ
ットインキの接触角から疎水性を判断すると、表１に示
す様に疎水性は新聞用オフセット、トナー、インクジェ
ットの順になる。一方、表面自由エネルギーの分散成分
を用いて評価した場合、トナー、新聞用オフセット、イ
ンクジェットの順番となる。実際の脱墨工程でのトナー
の脱インキ性は、新聞用オフセットインキに対して効果
の高い脱墨剤よりも疎水性の高い脱墨剤の方が優れてい
ることが経験的に知られている。
評価方法では、トナー、インクジェット、新聞用オフセ
ットインキの接触角から疎水性を判断すると、表１に示
す様に疎水性は新聞用オフセット、トナー、インクジェ
ットの順になる。一方、表面自由エネルギーの分散成分
を用いて評価した場合、トナー、新聞用オフセット、イ
ンクジェットの順番となる。実際の脱墨工程でのトナー
の脱インキ性は、新聞用オフセットインキに対して効果
の高い脱墨剤よりも疎水性の高い脱墨剤の方が優れてい
ることが経験的に知られている。
【表１】
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】インキ剥離の観点から
すると、古紙繊維に固着しているインキに対して表面張
力の低過ぎる脱墨剤は、インキと脱墨剤との分子間親和
力が低く、界面張力が大きくなるため、インキを繊維か
ら剥離させるために必要なエネルギーが増加し、満足な
インキ剥離性が得られず、未剥離インキの問題が発生す
る。この未剥離インキは再生紙を用いた印刷物の見栄え
を悪くするため、それを防止するために再生パルプの配
合率の低下や、ニーダー等での機械力の増加といった問
題を生じる。特に機械的負荷の増加は繊維へのダメージ
の増加と微細繊維の増加を生じ、繊維強度の低下や寸法
安定性の悪化などの更なる問題を生じる。すなわち、従
来提案されているような脱墨剤の表面張力を下げ、イン
キ界面の濡れ性を上げてインキ界面の親水度を増すとい
う観点からは、未剥離インキの問題を解決できない。
すると、古紙繊維に固着しているインキに対して表面張
力の低過ぎる脱墨剤は、インキと脱墨剤との分子間親和
力が低く、界面張力が大きくなるため、インキを繊維か
ら剥離させるために必要なエネルギーが増加し、満足な
インキ剥離性が得られず、未剥離インキの問題が発生す
る。この未剥離インキは再生紙を用いた印刷物の見栄え
を悪くするため、それを防止するために再生パルプの配
合率の低下や、ニーダー等での機械力の増加といった問
題を生じる。特に機械的負荷の増加は繊維へのダメージ
の増加と微細繊維の増加を生じ、繊維強度の低下や寸法
安定性の悪化などの更なる問題を生じる。すなわち、従
来提案されているような脱墨剤の表面張力を下げ、イン
キ界面の濡れ性を上げてインキ界面の親水度を増すとい
う観点からは、未剥離インキの問題を解決できない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は古紙繊維からの
インキの剥離性について、鋭意研究を重ねた結果、界面
化学の分野で確立されている表面自由エネルギーの概念
を用いて、従来困難と考えられた、紙表面のインキの表
面自由エネルギーを再現良く測定できる方法を確立し、
古紙に含まれる各種インキの表面自由エネルギーの分散
成分に該当する表面張力の値に対して、＋2〜−5mN/mの
範囲の、好ましくは0〜−3mN/mの範囲の表面張力を持つ
界面活性剤がインキに対する親和性が高く、インキ内部
への浸透性の増加によるインキ粒子の微細化を促進し、
インキを効果的に繊維から剥離すると共にその後のフロ
ーテーションにおいて、インキ粒子を泡に付着させて、
効率よく系外に除去し残インキを著しく低減できること
を見出し、この知見にもとづいて本発明を完成するに至
った。
インキの剥離性について、鋭意研究を重ねた結果、界面
化学の分野で確立されている表面自由エネルギーの概念
を用いて、従来困難と考えられた、紙表面のインキの表
面自由エネルギーを再現良く測定できる方法を確立し、
古紙に含まれる各種インキの表面自由エネルギーの分散
成分に該当する表面張力の値に対して、＋2〜−5mN/mの
範囲の、好ましくは0〜−3mN/mの範囲の表面張力を持つ
界面活性剤がインキに対する親和性が高く、インキ内部
への浸透性の増加によるインキ粒子の微細化を促進し、
インキを効果的に繊維から剥離すると共にその後のフロ
ーテーションにおいて、インキ粒子を泡に付着させて、
効率よく系外に除去し残インキを著しく低減できること
を見出し、この知見にもとづいて本発明を完成するに至
った。
【００１１】物質の表面は、表面を維持するために内部
よりも高い固有のエネルギーを持っており、これを表面
自由エネルギーと呼ぶ。単位面積当たりの表面自由エネ
ルギーは表面張力と等しくなる。表面自由エネルギーは
分散成分と極性成分から成り立っており、このうち分散
成分は物質表面の疎水性と濡れ性を支配している。この
例として、ヘキサンやオクタン等の非極性有機炭化水素
の表面自由エネルギーは分散成分のみから構成されてお
り、その表面張力は分散成分の値と等しい。一方、極性
の液体である水の場合、分散成分は約21.8 mN/m、極性
成分は51 mN/mとなり、表面張力は両者の和の72.8 mN/m
となる。
よりも高い固有のエネルギーを持っており、これを表面
自由エネルギーと呼ぶ。単位面積当たりの表面自由エネ
ルギーは表面張力と等しくなる。表面自由エネルギーは
分散成分と極性成分から成り立っており、このうち分散
成分は物質表面の疎水性と濡れ性を支配している。この
例として、ヘキサンやオクタン等の非極性有機炭化水素
の表面自由エネルギーは分散成分のみから構成されてお
り、その表面張力は分散成分の値と等しい。一方、極性
の液体である水の場合、分散成分は約21.8 mN/m、極性
成分は51 mN/mとなり、表面張力は両者の和の72.8 mN/m
となる。
【００１２】すなわち本発明は、少なくとも古紙繊維か
らインキを剥離する工程を含む脱墨方法であって、イン
キ剥離のために、古紙繊維に含まれる難剥離性インキの
表面自由エネルギーの分散成分に該当する表面張力の値
に対して、+2〜−5 mN/mの範囲の表面張力を持つ界面活
性剤を単独で用いて、又は二種以上を用いて、または、
前記範囲の表面張力となるように界面活性剤の表面張力
を制御して、機械力を伴うインキ剥離工程を行なうこと
を特徴とする脱墨方法を提供するものである。なお、あ
らかじめインキの表面自由エネルギーを測定し、上記の
範囲の表面張力を持つような界面活性剤および制御方法
を検討しておけば、実際の使用にあたっては、二種以上
の界面活性剤を事前に混合して工程に添加、または、個
別に工程に添加することができる。
らインキを剥離する工程を含む脱墨方法であって、イン
キ剥離のために、古紙繊維に含まれる難剥離性インキの
表面自由エネルギーの分散成分に該当する表面張力の値
に対して、+2〜−5 mN/mの範囲の表面張力を持つ界面活
性剤を単独で用いて、又は二種以上を用いて、または、
前記範囲の表面張力となるように界面活性剤の表面張力
を制御して、機械力を伴うインキ剥離工程を行なうこと
を特徴とする脱墨方法を提供するものである。なお、あ
らかじめインキの表面自由エネルギーを測定し、上記の
範囲の表面張力を持つような界面活性剤および制御方法
を検討しておけば、実際の使用にあたっては、二種以上
の界面活性剤を事前に混合して工程に添加、または、個
別に工程に添加することができる。
【００１３】本発明の脱墨方法は、難剥離性のインキを
含む古紙から、パルパー、ニーダー、および、ディスパ
ーザー等の機械力を伴う方法によってインキを剥離する
工程において、難剥離性のインキ表面自由エネルギーの
分散成分に該当する表面張力の値に対して、＋2〜−5mN
/mの範囲の、好ましくは0〜−3mN/mの範囲の表面張力を
持つ界面活性剤を用いる、または前記範囲の表面張力を
持つように界面活性剤を調整することを特徴とする。
含む古紙から、パルパー、ニーダー、および、ディスパ
ーザー等の機械力を伴う方法によってインキを剥離する
工程において、難剥離性のインキ表面自由エネルギーの
分散成分に該当する表面張力の値に対して、＋2〜−5mN
/mの範囲の、好ましくは0〜−3mN/mの範囲の表面張力を
持つ界面活性剤を用いる、または前記範囲の表面張力を
持つように界面活性剤を調整することを特徴とする。
【００１４】表面自由エネルギーの測定は、ある表面に
対して液滴を滴下し平衡状態の接触角を測定する必要が
ある。このため紙面表面自由エネルギーを測定する場
合、水の吸収によって正確な測定が困難であった。本発
明では画像解析装置を用いて、液滴の滴下後0.1秒から1
秒の間の接触角から0秒での接触角の外挿によって求
め、紙の吸収の影響を除外することによって、はじめて
正確な表面自由エネルギーの測定を可能とした。
対して液滴を滴下し平衡状態の接触角を測定する必要が
ある。このため紙面表面自由エネルギーを測定する場
合、水の吸収によって正確な測定が困難であった。本発
明では画像解析装置を用いて、液滴の滴下後0.1秒から1
秒の間の接触角から0秒での接触角の外挿によって求
め、紙の吸収の影響を除外することによって、はじめて
正確な表面自由エネルギーの測定を可能とした。
【００１５】表面自由エネルギーの分散成分は以下のよ
うにして測定した。 《表面自由エネルギーの測定》紙に対して、新聞用のオ
フセットインキ、更雑誌用のオフセットインキ、ヒート
オフセットインキ、トナー、グラビアインキ、インクジ
ェットインキ等を用いて、オフセット輪転機等を用いた
テスト印刷を行ない、10cm×10cmのインキベタ面を含む
インキシートを作成した。調成されたインキシート各8
枚から、インキベタ面2cm×10cmを含む、幅2cm、長さ15
cm以上の測定用シートを作成した。作成された測定用シ
ートに対して、表面自由エネルギーの各成分値（分散成
分と極性成分、またはファンデルワールス力成分と酸塩
基成分）が既知の3種類の液体、水、エチレングリコー
ル、ジヨードメタンを用いて、各液体の測定用シートに
対する接触角をTAPPI T558に準拠した液適法にもとづい
たファイブロ社のダイナミックアブソープションテスタ
ー、Fibro 1100 DAT、を用いて測定し、異なる8点の値
を平均して、接触角の値として求めた。水についてはイ
オン交換水を蒸留した蒸留水を使用し、エチレングリコ
ールおよびジヨードメタンについては市販の特級試薬を
用いた。表面自由エネルギーの測定では液滴を滴下した
後、平衡状態の接触角を測定する必要があるため、従
来、紙または紙面の表面自由エネルギーを測定する場
合、水の吸収の影響によって液量が変化するために再現
性の高い測定が困難であった。本検討では液滴の滴下後
0.1秒から1秒の間の接触角から0秒での接触角を外挿に
よって求めることによって、紙の吸収の影響を除外した
平衡時の接触角を算出し、得られた0秒での接触角の値
を用いて、Fowkesの文献（F. M. Fowkes, Industrial a
nd Engineering Chemistry, 56(12), 40 (1964).）およ
び北崎らの文献（北崎寧昭、畑 敏雄、日本接着協会
紙、８(3)、131 (1972).）に基づいて、まず、3種類の
液体とインキとの固体／液体の付着エネルギーをYoung-
Dupreの式１（J. F. Paddy, "Wetting, Spreading and
Adhesion" Academic Press, London(1978).）によって
求め、次に拡張Fowkesの式２または式３を用いてWSL=W
ijの関係から3元連立方程式を解くことによって、表面
自由エネルギーの分散成分に該当するエネルギーを求め
た。
うにして測定した。 《表面自由エネルギーの測定》紙に対して、新聞用のオ
フセットインキ、更雑誌用のオフセットインキ、ヒート
オフセットインキ、トナー、グラビアインキ、インクジ
ェットインキ等を用いて、オフセット輪転機等を用いた
テスト印刷を行ない、10cm×10cmのインキベタ面を含む
インキシートを作成した。調成されたインキシート各8
枚から、インキベタ面2cm×10cmを含む、幅2cm、長さ15
cm以上の測定用シートを作成した。作成された測定用シ
ートに対して、表面自由エネルギーの各成分値（分散成
分と極性成分、またはファンデルワールス力成分と酸塩
基成分）が既知の3種類の液体、水、エチレングリコー
ル、ジヨードメタンを用いて、各液体の測定用シートに
対する接触角をTAPPI T558に準拠した液適法にもとづい
たファイブロ社のダイナミックアブソープションテスタ
ー、Fibro 1100 DAT、を用いて測定し、異なる8点の値
を平均して、接触角の値として求めた。水についてはイ
オン交換水を蒸留した蒸留水を使用し、エチレングリコ
ールおよびジヨードメタンについては市販の特級試薬を
用いた。表面自由エネルギーの測定では液滴を滴下した
後、平衡状態の接触角を測定する必要があるため、従
来、紙または紙面の表面自由エネルギーを測定する場
合、水の吸収の影響によって液量が変化するために再現
性の高い測定が困難であった。本検討では液滴の滴下後
0.1秒から1秒の間の接触角から0秒での接触角を外挿に
よって求めることによって、紙の吸収の影響を除外した
平衡時の接触角を算出し、得られた0秒での接触角の値
を用いて、Fowkesの文献（F. M. Fowkes, Industrial a
nd Engineering Chemistry, 56(12), 40 (1964).）およ
び北崎らの文献（北崎寧昭、畑 敏雄、日本接着協会
紙、８(3)、131 (1972).）に基づいて、まず、3種類の
液体とインキとの固体／液体の付着エネルギーをYoung-
Dupreの式１（J. F. Paddy, "Wetting, Spreading and
Adhesion" Academic Press, London(1978).）によって
求め、次に拡張Fowkesの式２または式３を用いてWSL=W
ijの関係から3元連立方程式を解くことによって、表面
自由エネルギーの分散成分に該当するエネルギーを求め
た。
【式１】 WSLは固体／液体の付着エネルギー、γLは液体の表面張
力、cosqは0秒での接触角
力、cosqは0秒での接触角
【式２】 Wijは物質iと物質jの表面相互作用エネルギー、γdは表
面自由エネルギーの分散成分、γp表面自由エネルギー
の極性成分
面自由エネルギーの分散成分、γp表面自由エネルギー
の極性成分
【式３】 Wijは物質iと物質jの表面相互作用エネルギー、γLWは
表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分、γ+
は表面自由エネルギーの酸性成分、γ-は表面自由エネ
ルギーの塩基性成分
表面自由エネルギーのファンデルワールス力成分、γ+
は表面自由エネルギーの酸性成分、γ-は表面自由エネ
ルギーの塩基性成分
【００１６】本発明で定義する物質の表面に固有の表面
自由エネルギーは分散成分と極性成分、水素結合成分か
ら成り立っており、このうち分散成分は物質表面の疎水
性と濡れ性を支配している。表面自由エネルギーはファ
ンデルワールス力成分と酸塩基成分の和としても表現さ
れており、この場合、ファンデルワールス力成分の値を
分散成分とみなして良い。また、表面自由エネルギーは
上記の様な表面自由エネルギーの各成分値が既知の3種
類の液体から求める方法の他に、既知の2種類の液体か
ら求める方法があるが、この場合も分散成分或いはファ
ンデルワールス力成分として求められるエネルギーに該
当する値を用いて良い。また、測定に用いる表面自由エ
ネルギーの各成分値が既知の液体としては、上記の液体
に限らず、表面自由エネルギーの各成分の値が公知の液
体、例えば、n-ヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、n-
ノナン、n-デカン、クロロホルム、ジクロロメタン、テ
トラヒドロフラン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、ア
セトン、α-ブロモナフタレン、グリセロール、ホルム
アミド等が用いられる。
自由エネルギーは分散成分と極性成分、水素結合成分か
ら成り立っており、このうち分散成分は物質表面の疎水
性と濡れ性を支配している。表面自由エネルギーはファ
ンデルワールス力成分と酸塩基成分の和としても表現さ
れており、この場合、ファンデルワールス力成分の値を
分散成分とみなして良い。また、表面自由エネルギーは
上記の様な表面自由エネルギーの各成分値が既知の3種
類の液体から求める方法の他に、既知の2種類の液体か
ら求める方法があるが、この場合も分散成分或いはファ
ンデルワールス力成分として求められるエネルギーに該
当する値を用いて良い。また、測定に用いる表面自由エ
ネルギーの各成分値が既知の液体としては、上記の液体
に限らず、表面自由エネルギーの各成分の値が公知の液
体、例えば、n-ヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、n-
ノナン、n-デカン、クロロホルム、ジクロロメタン、テ
トラヒドロフラン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、ア
セトン、α-ブロモナフタレン、グリセロール、ホルム
アミド等が用いられる。
【００１７】従来、新聞、チラシ古紙等に関するインキ
剥離工程では、インキ界面とスラリーの水溶液部分との
接触角をできる限り低く設定するように調整されてい
た。一方、トナー印刷物および更系雑誌のオフセット印
刷物等のインキが剥離し難い古紙については、ニーダー
等での機械力によるインキの破砕および剥離によってイ
ンキが除去されていたが、脱墨剤については新聞用と同
じ脱墨剤が使用されていることが多かった。本発明にお
いては、インキの疎水性の違いに着目し、インキの表面
の性質に対して最も親和力の高い脱墨剤を使用すること
によって、未剥離インキを低減できる。インキの疎水性
に関する最も基本的なパラメータである表面エネルギー
の分散成分（液体の表面自由エネルギーは極性成分と分
散成分から構成されており、両者の合計は液体の表面張
力と等しい。疎水性の非常に高い比極性溶媒の表面張力
は表面エネルギーの分散成分のみから構成される）と脱
墨剤の表面張力との差が小さくなるほど、固着したイン
キへの吸着とその後のインキ内部への浸透が進むととも
に、インキの微細化が促進されインキの剥離性が向上す
る。本発明者らは、各種インキの表面自由エネルギーを
測定することによって、表面自由エネルギーの分散成分
に該当する表面張力の値に対して0〜−3 mN/mの範囲の
表面張力を持つ脱墨剤が最も良い脱インキ性を示すこと
を明らかにした。界面活性剤の表面張力が分散成分に対
して＋2 mN/mより大きい場合、インキに比べて界面活性
剤の親水性が高く、界面活性剤のインキに対する濡れが
十分でないため、未剥離インキを生じる。界面活性剤の
表面張力が−5 mN/mより小さい場合は、インキと界面活
性剤との親和性が低く、界面活性剤がインキを微細化す
ることができずに未剥離インキの問題を生じる。従って
各種古紙に含まれるインキの表面自由エネルギーの分散
成分を測定し、上記範囲内の脱墨剤または上記の範囲内
になるように制御した脱墨剤を使用することによって、
インキ剥離性が向上し、高白色度で未剥離インキの少な
い再生パルプが得られる。白色度が向上する理由は、明
らかではないが、インキの微細化が進むことによって、
フローテーションで除去し易い範囲のインキ粒径になる
ため、フローテーションでのインキ除去性が向上するた
めと考えられる。
剥離工程では、インキ界面とスラリーの水溶液部分との
接触角をできる限り低く設定するように調整されてい
た。一方、トナー印刷物および更系雑誌のオフセット印
刷物等のインキが剥離し難い古紙については、ニーダー
等での機械力によるインキの破砕および剥離によってイ
ンキが除去されていたが、脱墨剤については新聞用と同
じ脱墨剤が使用されていることが多かった。本発明にお
いては、インキの疎水性の違いに着目し、インキの表面
の性質に対して最も親和力の高い脱墨剤を使用すること
によって、未剥離インキを低減できる。インキの疎水性
に関する最も基本的なパラメータである表面エネルギー
の分散成分（液体の表面自由エネルギーは極性成分と分
散成分から構成されており、両者の合計は液体の表面張
力と等しい。疎水性の非常に高い比極性溶媒の表面張力
は表面エネルギーの分散成分のみから構成される）と脱
墨剤の表面張力との差が小さくなるほど、固着したイン
キへの吸着とその後のインキ内部への浸透が進むととも
に、インキの微細化が促進されインキの剥離性が向上す
る。本発明者らは、各種インキの表面自由エネルギーを
測定することによって、表面自由エネルギーの分散成分
に該当する表面張力の値に対して0〜−3 mN/mの範囲の
表面張力を持つ脱墨剤が最も良い脱インキ性を示すこと
を明らかにした。界面活性剤の表面張力が分散成分に対
して＋2 mN/mより大きい場合、インキに比べて界面活性
剤の親水性が高く、界面活性剤のインキに対する濡れが
十分でないため、未剥離インキを生じる。界面活性剤の
表面張力が−5 mN/mより小さい場合は、インキと界面活
性剤との親和性が低く、界面活性剤がインキを微細化す
ることができずに未剥離インキの問題を生じる。従って
各種古紙に含まれるインキの表面自由エネルギーの分散
成分を測定し、上記範囲内の脱墨剤または上記の範囲内
になるように制御した脱墨剤を使用することによって、
インキ剥離性が向上し、高白色度で未剥離インキの少な
い再生パルプが得られる。白色度が向上する理由は、明
らかではないが、インキの微細化が進むことによって、
フローテーションで除去し易い範囲のインキ粒径になる
ため、フローテーションでのインキ除去性が向上するた
めと考えられる。
【００１８】本発明者らは、上記の知見の基礎とし、更
にインキの表面自由エネルギーの分散成分と界面活性剤
の表面張力関係から脱墨性能について詳細に検討した結
果、インキ剥離工程におけるインキの表面自由エネルギ
ーと界面活性剤の表面張力の間には、強い相関関係があ
ることを見出した。すなわち、インキ剥離工程を含む任
意の脱墨方法において、原料古紙に含まれる主成分のイ
ンキ、または、未剥離インキとして再生パルプに残り易
い難剥離性のインキについて、あらかじめ実験室など
で、印刷物を用いてインキ面の表面自由エネルギーの分
散成分を測定することによって、その系における脱墨剤
の適正範囲を選定しておけば、実際のインキ剥離処理を
実施するにあたって、使用する脱墨剤によるインキ剥離
効果の予測と最もインキ剥離効果の高い脱墨剤の選定を
行なうことができる。すなわち、例えば、新聞古紙にト
ナー印刷物が10％配合された場合、トナーに対して上記
適性範囲の表面張力を持つ最適な脱墨剤を使用した場
合、トナーインキに対する親和性が高く、剥離性が良好
で未剥離インキの少ない再生パルプが得られる。新聞古
紙はトナー印刷物に比べ比較的インキ剥離性が良好であ
るため再生パルプの品質に悪影響を与えない。一方、新
聞に対して上記適性範囲の表面張力を持つ最適な脱墨剤
を使用した場合、トナーインキに対する親和性が低く、
トナーインキに由来する未剥離インキが多く生じ、再生
パルプの品質が悪化する。
にインキの表面自由エネルギーの分散成分と界面活性剤
の表面張力関係から脱墨性能について詳細に検討した結
果、インキ剥離工程におけるインキの表面自由エネルギ
ーと界面活性剤の表面張力の間には、強い相関関係があ
ることを見出した。すなわち、インキ剥離工程を含む任
意の脱墨方法において、原料古紙に含まれる主成分のイ
ンキ、または、未剥離インキとして再生パルプに残り易
い難剥離性のインキについて、あらかじめ実験室など
で、印刷物を用いてインキ面の表面自由エネルギーの分
散成分を測定することによって、その系における脱墨剤
の適正範囲を選定しておけば、実際のインキ剥離処理を
実施するにあたって、使用する脱墨剤によるインキ剥離
効果の予測と最もインキ剥離効果の高い脱墨剤の選定を
行なうことができる。すなわち、例えば、新聞古紙にト
ナー印刷物が10％配合された場合、トナーに対して上記
適性範囲の表面張力を持つ最適な脱墨剤を使用した場
合、トナーインキに対する親和性が高く、剥離性が良好
で未剥離インキの少ない再生パルプが得られる。新聞古
紙はトナー印刷物に比べ比較的インキ剥離性が良好であ
るため再生パルプの品質に悪影響を与えない。一方、新
聞に対して上記適性範囲の表面張力を持つ最適な脱墨剤
を使用した場合、トナーインキに対する親和性が低く、
トナーインキに由来する未剥離インキが多く生じ、再生
パルプの品質が悪化する。
【００１９】従って、本発明は、原料古紙からインキを
剥離する工程を含む脱墨方法において、古紙に含まれる
主成分のインキ、または、未剥離インキとして再生パル
プに残り易い難剥離性のインキを把握し、インキの表面
自由エネルギーの分散成分に該当する表面張力の値か
ら、脱墨性能を予測する方法を提供する。最終製品であ
る再生パルプの品質は未剥離インキの量に大きく影響さ
れるため、難剥離性インキを含む古紙の配合率について
は、特に制限されない。
剥離する工程を含む脱墨方法において、古紙に含まれる
主成分のインキ、または、未剥離インキとして再生パル
プに残り易い難剥離性のインキを把握し、インキの表面
自由エネルギーの分散成分に該当する表面張力の値か
ら、脱墨性能を予測する方法を提供する。最終製品であ
る再生パルプの品質は未剥離インキの量に大きく影響さ
れるため、難剥離性インキを含む古紙の配合率について
は、特に制限されない。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の脱墨方法は、従来のパル
パー、ニーダー、ディスパーサー等の機械力を伴うイン
キを剥離工程と、それに続く混練・分散もしくはインキ
剥離工程、浮遊選別工程、洗浄工程からなる脱墨処理工
程に適用できる。機械力によってインキを剥離する装置
としては、特に制限はなく、公知の高濃度パルパー、低
濃度パルパー、ドラムパルパー等の各種離解装置に加え
て、Carreらの文献（B. Carre,Y. Vernac and G. Galla
nd, Pulp and Paper Canada, 99(9), 46 (1998).）に示
される各種離解、混練、分散技術に基づく装置が挙げら
れる。古紙に含まれるインキの種類が複数である場合、
それぞれのインキに対して最適な上記範囲の表面張力を
持つ界面活性剤を同時に添加、または、パルパーとニー
ダーというように個別に分割して添加することができ
る。二種以上の界面活性剤および各種有機溶剤を添加す
る場合は、個別に添加または事前に混合して添加するこ
とができる。好ましくは、分割して添加することによ
り、2種類以上の難剥離性のインキが含まれる場合に、
より効率よくインキを剥離することができる。なお、界
面活性剤として、陰イオン界面活性剤と陽イオン界面活
性剤を使用する場合は、個別に分割して添加することが
望ましい。更に、必要に応じて水酸化ナトリウム、珪酸
ソーダ、酸化性漂白剤、界面活性剤を加えることができ
る。用いる装置或いは処理条件については、特に制限は
ないが、各工程のpHは4〜11の範囲に調節される。工程
のpHが4よりも低い場合は、繊維およびインキに含まれ
るカルボキシル基が解離しないため、疎水性が増加する
ため界面活性剤の浸透性が悪化し白色度が低下する。工
程のpHが11より大きい場合は、廃水処理の負担が増し、
古紙に含まれるメカニカルパルプ由来のリグニンの変色
によって白色度が低下するため望ましくない。また、異
物除去や高白色度化が必要ならば、上記脱墨処理工程
に、通常用いられている異物除去工程および漂白工程な
どを組み入れることができる。
パー、ニーダー、ディスパーサー等の機械力を伴うイン
キを剥離工程と、それに続く混練・分散もしくはインキ
剥離工程、浮遊選別工程、洗浄工程からなる脱墨処理工
程に適用できる。機械力によってインキを剥離する装置
としては、特に制限はなく、公知の高濃度パルパー、低
濃度パルパー、ドラムパルパー等の各種離解装置に加え
て、Carreらの文献（B. Carre,Y. Vernac and G. Galla
nd, Pulp and Paper Canada, 99(9), 46 (1998).）に示
される各種離解、混練、分散技術に基づく装置が挙げら
れる。古紙に含まれるインキの種類が複数である場合、
それぞれのインキに対して最適な上記範囲の表面張力を
持つ界面活性剤を同時に添加、または、パルパーとニー
ダーというように個別に分割して添加することができ
る。二種以上の界面活性剤および各種有機溶剤を添加す
る場合は、個別に添加または事前に混合して添加するこ
とができる。好ましくは、分割して添加することによ
り、2種類以上の難剥離性のインキが含まれる場合に、
より効率よくインキを剥離することができる。なお、界
面活性剤として、陰イオン界面活性剤と陽イオン界面活
性剤を使用する場合は、個別に分割して添加することが
望ましい。更に、必要に応じて水酸化ナトリウム、珪酸
ソーダ、酸化性漂白剤、界面活性剤を加えることができ
る。用いる装置或いは処理条件については、特に制限は
ないが、各工程のpHは4〜11の範囲に調節される。工程
のpHが4よりも低い場合は、繊維およびインキに含まれ
るカルボキシル基が解離しないため、疎水性が増加する
ため界面活性剤の浸透性が悪化し白色度が低下する。工
程のpHが11より大きい場合は、廃水処理の負担が増し、
古紙に含まれるメカニカルパルプ由来のリグニンの変色
によって白色度が低下するため望ましくない。また、異
物除去や高白色度化が必要ならば、上記脱墨処理工程
に、通常用いられている異物除去工程および漂白工程な
どを組み入れることができる。
【００２１】本発明は、新聞、チラシ、更系雑誌、コー
ト系雑誌、模造・色上質紙、コピー用紙、コンピュータ
ーアウトプット用紙、或いはこれらの混合した古紙に適
用できるが、コンピューターアウトプット用紙やコピー
用紙等のOA用紙古紙を脱墨する場合に、トナー粒子の剥
離性および微細化・分散性に特に優れた効果を発揮す
る。主成分インキの対象としては、公知の印刷インキ
（日本印刷学会編、“印刷工学便覧”、技報堂、p606、
1983）および、ノンインパクトプリンティングインキ
（“最新・特殊機能インキ”、シーエムシー、p1、199
0）が挙げられる。特に難剥離性のインキとして、更系
雑誌用のオフセット輸転インキや新聞用インキ、トナー
等の電子写真インキが挙げられる。
ト系雑誌、模造・色上質紙、コピー用紙、コンピュータ
ーアウトプット用紙、或いはこれらの混合した古紙に適
用できるが、コンピューターアウトプット用紙やコピー
用紙等のOA用紙古紙を脱墨する場合に、トナー粒子の剥
離性および微細化・分散性に特に優れた効果を発揮す
る。主成分インキの対象としては、公知の印刷インキ
（日本印刷学会編、“印刷工学便覧”、技報堂、p606、
1983）および、ノンインパクトプリンティングインキ
（“最新・特殊機能インキ”、シーエムシー、p1、199
0）が挙げられる。特に難剥離性のインキとして、更系
雑誌用のオフセット輸転インキや新聞用インキ、トナー
等の電子写真インキが挙げられる。
【００２２】本発明の脱墨方法は、インキ剥離のため
に、界面活性剤の少なくとも一種以上が用いられる。界
面活性剤としては、従来、脱墨剤として公知の界面活性
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、陰
イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン
界面活性剤を用いることができるが、非イオン界面活性
剤が好ましい。
に、界面活性剤の少なくとも一種以上が用いられる。界
面活性剤としては、従来、脱墨剤として公知の界面活性
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、陰
イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン
界面活性剤を用いることができるが、非イオン界面活性
剤が好ましい。
【００２３】本発明の脱墨方法においては、特にインキ
の剥離を促進させる目的で、各種界面活性剤、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、陰イオン性界面
活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン界面活性剤等
を使用することによって、脱墨工程に添加する界面活性
剤溶液全体の表面張力を前記表面自由エネルギーの分散
成分に対して所望の範囲に制御することができる。
の剥離を促進させる目的で、各種界面活性剤、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、陰イオン性界面
活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン界面活性剤等
を使用することによって、脱墨工程に添加する界面活性
剤溶液全体の表面張力を前記表面自由エネルギーの分散
成分に対して所望の範囲に制御することができる。
【００２４】本発明の脱墨方法においては、特にインキ
の剥離を促進させる目的で、各種有機溶剤、例えば、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、メチルエチ
ルケトン、アセトン、メタノール、エタノール等を使用
することで、脱墨工程に添加する界面活性剤の表面張力
を前記表面自由エネルギーの分散成分に対して所望の範
囲に制御することができる。
の剥離を促進させる目的で、各種有機溶剤、例えば、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、メチルエチ
ルケトン、アセトン、メタノール、エタノール等を使用
することで、脱墨工程に添加する界面活性剤の表面張力
を前記表面自由エネルギーの分散成分に対して所望の範
囲に制御することができる。
【００２５】本発明の脱墨方法においては、特にインキ
の剥離を促進させる目的で、パルパーやニーダー、ディ
スパーザー等のインキ剥離工程の温度を10℃から90℃の
範囲で制御することで、インキの表面自由エネルギーの
分散成分と共に添加する界面活性剤の表面張力を上記適
性範囲に制御することによってインキ剥離性を向上させ
ることができる。10℃以下では、脱墨剤分子のインキ内
部への浸透性が極度に低下して、インキ粒子の微細化、
剥離が大幅に悪化する。90℃以上ではインキの粘性が低
下し、剥離されたインキ粒子の粒径が微細化しすぎるた
め、フローテーションで除去することが困難となる。
の剥離を促進させる目的で、パルパーやニーダー、ディ
スパーザー等のインキ剥離工程の温度を10℃から90℃の
範囲で制御することで、インキの表面自由エネルギーの
分散成分と共に添加する界面活性剤の表面張力を上記適
性範囲に制御することによってインキ剥離性を向上させ
ることができる。10℃以下では、脱墨剤分子のインキ内
部への浸透性が極度に低下して、インキ粒子の微細化、
剥離が大幅に悪化する。90℃以上ではインキの粘性が低
下し、剥離されたインキ粒子の粒径が微細化しすぎるた
め、フローテーションで除去することが困難となる。
【００２６】
【本発明の作用機構】本発明の方法により、インキの剥
離性が飛躍的に向上する理由として、次のような理由が
考えられる。インキの剥離性は、インキを繊維から剥離
させるために必要なエネルギーが最小となる時に最も効
率が良くなる。インキ剥離エネルギーを最小にするため
にはインキと脱墨剤の親和力を増加することが必要であ
り、本発明のように、インキの疎水性に関する最も基本
的なパラメータである表面エネルギーの分散成分（液体
の表面自由エネルギーは極性成分と分散成分から構成さ
れており、両者の合計は液体の表面張力と等しい。疎水
性の非常に高い非極性溶媒の表面張力は表面エネルギー
の分散成分のみから構成される）と脱墨剤の表面張力と
の差が小さくなるほど、固着したインキへの吸着とその
後のインキ内部への浸透が進むとともに、インキの微細
化が促進されインキの剥離性が向上する。本発明者ら
は、各種インキの表面自由エネルギーを測定することに
よって、表面自由エネルギーの分散成分に該当する表面
張力の値に対して0〜−3mN/mの範囲の表面張力を持つ脱
墨剤が最も良い脱インキ性を示すことを明らかにした。
界面活性剤の表面張力が分散成分に対して+2mN/mより大
きい場合、インキに比べて界面活性剤の親水性が高く、
界面活性剤のインキに対する濡れが十分でないため、未
剥離インキを生じる。界面活性剤の表面張力が−5mN/m
より小さい場合は、インキと界面活性剤との親和性が低
く、界面活性剤がインキを微細化することができずに未
剥離インキの問題を生じる。従って各種古紙に含まれる
インキの表面自由エネルギーの分散成分を測定し、上記
範囲内の脱墨剤または上記の範囲内になるように制御し
た脱墨剤を使用することによって、インキ剥離性が向上
し、高白色度で未剥離インキの少ない再生パルプが得ら
れる。白色度が向上する理由は、明らかではないが、イ
ンキの微細化が進むことによって、フローテーションで
除去し易い範囲のインキ粒径になるため、フローテーシ
ョンでのインキ除去性が向上するためと考えられる。
離性が飛躍的に向上する理由として、次のような理由が
考えられる。インキの剥離性は、インキを繊維から剥離
させるために必要なエネルギーが最小となる時に最も効
率が良くなる。インキ剥離エネルギーを最小にするため
にはインキと脱墨剤の親和力を増加することが必要であ
り、本発明のように、インキの疎水性に関する最も基本
的なパラメータである表面エネルギーの分散成分（液体
の表面自由エネルギーは極性成分と分散成分から構成さ
れており、両者の合計は液体の表面張力と等しい。疎水
性の非常に高い非極性溶媒の表面張力は表面エネルギー
の分散成分のみから構成される）と脱墨剤の表面張力と
の差が小さくなるほど、固着したインキへの吸着とその
後のインキ内部への浸透が進むとともに、インキの微細
化が促進されインキの剥離性が向上する。本発明者ら
は、各種インキの表面自由エネルギーを測定することに
よって、表面自由エネルギーの分散成分に該当する表面
張力の値に対して0〜−3mN/mの範囲の表面張力を持つ脱
墨剤が最も良い脱インキ性を示すことを明らかにした。
界面活性剤の表面張力が分散成分に対して+2mN/mより大
きい場合、インキに比べて界面活性剤の親水性が高く、
界面活性剤のインキに対する濡れが十分でないため、未
剥離インキを生じる。界面活性剤の表面張力が−5mN/m
より小さい場合は、インキと界面活性剤との親和性が低
く、界面活性剤がインキを微細化することができずに未
剥離インキの問題を生じる。従って各種古紙に含まれる
インキの表面自由エネルギーの分散成分を測定し、上記
範囲内の脱墨剤または上記の範囲内になるように制御し
た脱墨剤を使用することによって、インキ剥離性が向上
し、高白色度で未剥離インキの少ない再生パルプが得ら
れる。白色度が向上する理由は、明らかではないが、イ
ンキの微細化が進むことによって、フローテーションで
除去し易い範囲のインキ粒径になるため、フローテーシ
ョンでのインキ除去性が向上するためと考えられる。
【００２７】
【発明の効果】本発明による脱墨パルプの製造方法で
は、古紙の離解と、それに続くフローテーションまたは
洗浄において、原料古紙から、インキを効率的に剥離
し、未剥離インキまたはくすみの少ない、白色度、品質
に優れた再生パルプおよび再生パルプシートを得ること
ができる。
は、古紙の離解と、それに続くフローテーションまたは
洗浄において、原料古紙から、インキを効率的に剥離
し、未剥離インキまたはくすみの少ない、白色度、品質
に優れた再生パルプおよび再生パルプシートを得ること
ができる。
【００２８】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
示すが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。
示すが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。
【００２９】表２に示す実施例について、トナー古紙を
用いて下記の脱墨試験を行ない、フロス率、ダート個
数、ダート面積について評価を行なった。トナーインキ
の表面自由エネルギーの分散成分は31.9 mN/mである。
用いて下記の脱墨試験を行ない、フロス率、ダート個
数、ダート面積について評価を行なった。トナーインキ
の表面自由エネルギーの分散成分は31.9 mN/mである。
【００３０】
【表２】
【００３１】表３に示す実施例について、新聞古紙を用
いて下記の脱墨試験を行ない、フロス率、ダート個数、
ダート面積について評価を行なった。新聞用オフセット
インキの表面自由エネルギーの分散成分は37.5 mN/mで
ある。
いて下記の脱墨試験を行ない、フロス率、ダート個数、
ダート面積について評価を行なった。新聞用オフセット
インキの表面自由エネルギーの分散成分は37.5 mN/mで
ある。
【００３２】
【表３】
【００３３】《表面張力の測定》各種脱墨剤について、
固形分に対して0.02重量％濃度となるように蒸留水で希
釈しての水溶液を調製し、協和界面化学製の自動表面張
力計CBVP-Z型を用いて、25℃での脱墨剤水溶液の表面張
力を、白金プレートを用いたウィルヘルミィ・プレート
法に基づいて測定した。測定値として4点の値を平均し
た。
固形分に対して0.02重量％濃度となるように蒸留水で希
釈しての水溶液を調製し、協和界面化学製の自動表面張
力計CBVP-Z型を用いて、25℃での脱墨剤水溶液の表面張
力を、白金プレートを用いたウィルヘルミィ・プレート
法に基づいて測定した。測定値として4点の値を平均し
た。
【００３４】《接触角の測定》紙に対して、新聞用のオ
フセットインキおよびトナーを用いて、オフセット輪転
機およびコピー機を用いたテストパターンの印刷を行な
い、10cm×10cmのインキベタ面を含むインキシートを作
成した。調成されたインキシート各8枚から、インキベ
タ面2cm×10cmを含む、幅2cm、長さ15cm以上の測定用シ
ートを作成した。作成された測定用シートに対して、各
種脱墨剤を固形分に対して0.02重量％となるように蒸留
水で希釈した水溶液を用いて、測定用シートに対する接
触角をTAPPI T558に準拠した液適法にもとづいたファイ
ブロ社のダイナミックアブソープションテスター、Fibr
o 1100 DAT、を用いて測定し、水滴滴下一秒後の液滴の
形状から画像解析によって求め、測定値として異なる8
点の値を平均した。
フセットインキおよびトナーを用いて、オフセット輪転
機およびコピー機を用いたテストパターンの印刷を行な
い、10cm×10cmのインキベタ面を含むインキシートを作
成した。調成されたインキシート各8枚から、インキベ
タ面2cm×10cmを含む、幅2cm、長さ15cm以上の測定用シ
ートを作成した。作成された測定用シートに対して、各
種脱墨剤を固形分に対して0.02重量％となるように蒸留
水で希釈した水溶液を用いて、測定用シートに対する接
触角をTAPPI T558に準拠した液適法にもとづいたファイ
ブロ社のダイナミックアブソープションテスター、Fibr
o 1100 DAT、を用いて測定し、水滴滴下一秒後の液滴の
形状から画像解析によって求め、測定値として異なる8
点の値を平均した。
【００３５】《脱墨試験》脱墨試験の試料として、印刷
後3ヵ月経過した新聞古紙60重量%とチラシ40重量%から
なる古紙を細断し混合した。また、印刷後のコピー印刷
物100重量％からなる古紙を細断し試料とした。その古
紙絶乾450gに対して水酸化ナトリウム1.0重量%、珪酸ソ
ーダ3.0重量%、過酸化水素1.0重量%、表２に示す市販脱
墨剤の混合物を加え、水でパルプ濃度15重量%に調整し
た後、２リットル容量のパルパーを用いて、40℃で、6
分間離解した。離解した試料に水を加えて古紙濃度が1%
になるように希釈し、これをフローテーターに注入して
10分間フローテーションを行なった。フローテーション
後のパルプスラリーを0.2%濃度に希釈し、JIS法に従っ
て白水循環手すきを行ない、パルプシートを作成した。
後3ヵ月経過した新聞古紙60重量%とチラシ40重量%から
なる古紙を細断し混合した。また、印刷後のコピー印刷
物100重量％からなる古紙を細断し試料とした。その古
紙絶乾450gに対して水酸化ナトリウム1.0重量%、珪酸ソ
ーダ3.0重量%、過酸化水素1.0重量%、表２に示す市販脱
墨剤の混合物を加え、水でパルプ濃度15重量%に調整し
た後、２リットル容量のパルパーを用いて、40℃で、6
分間離解した。離解した試料に水を加えて古紙濃度が1%
になるように希釈し、これをフローテーターに注入して
10分間フローテーションを行なった。フローテーション
後のパルプスラリーを0.2%濃度に希釈し、JIS法に従っ
て白水循環手すきを行ない、パルプシートを作成した。
【００３６】《フロス率の測定》フローテーションで除
去したフロスの固形分の重量と、フローテーションに用
いたスラリーの固形分から、フロスとして除去された固
形分の重量％を算出した。
去したフロスの固形分の重量と、フローテーションに用
いたスラリーの固形分から、フロスとして除去された固
形分の重量％を算出した。
【００３７】《ダート個数および面積の測定》白水循環
手すきによって作成したパルプシート5枚について、画
像解析装置（スキャンマーク800）を用いて25μm以上の
ダート数およびダート面積を測定した。
手すきによって作成したパルプシート5枚について、画
像解析装置（スキャンマーク800）を用いて25μm以上の
ダート数およびダート面積を測定した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉野 光広 東京都北区王子５丁目21番１号 日本製紙 株式会社技術研究所内 (72)発明者 宮西 孝則 東京都北区王子５丁目21番１号 日本製紙 株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4L055 AC09 AE04 AE05 AE09 BA16 BA37 EA20 EA40 FA22 GA35
Claims (7)
- 【請求項１】 古紙の脱墨に際し、古紙に含まれる主成
分のインキについて、主成分インキの表面自由エネルギ
ーの分散成分に該当する表面張力の値に対して＋2〜−5
mN/mの範囲、好ましくは0〜−3mN/mの範囲の表面張力
を持つ界面活性剤を少なくとも一種以上用いて、機械力
を伴うインキ剥離工程を行なうことを特徴とする脱墨方
法。 - 【請求項２】 OA古紙を含む古紙に対して、OA古紙に含
まれるトナーの表面自由エネルギーの値に対して前記の
範囲の表面張力を持つような、界面活性剤を少なくとも
一種以上用いて行なう請求項１記載の脱墨方法。 - 【請求項３】 雑誌古紙を含む古紙に対して、雑誌古紙
に含まれる更系雑誌用オフセットインキの表面自由エネ
ルギーの値に対して前記の範囲の表面張力を持つよう
な、界面活性剤を少なくとも一種以上用いて行なう請求
項１記載の脱墨方法。 - 【請求項４】 前記の範囲の表面張力を持つように、界
面活性剤に各種有機溶剤を混合して行なう請求項1〜３
いずれか記載の脱墨方法。 - 【請求項５】 前記の範囲の表面張力を持つように、イ
ンキ剥離工程の温度を10℃〜90℃の範囲で制御する請求
項1〜３いずれか記載の脱墨方法。 - 【請求項６】 古紙の脱墨に際し、その古紙に含まれる
インキの表面自由エネルギーの分散成分を求めることに
よって、インキの脱墨性を予測する方法。 - 【請求項７】 請求項１〜５記載の工程により製造され
た脱墨パルプを配合することを特徴とする紙又は板紙。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250811A JP2002069876A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 古紙の脱墨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000250811A JP2002069876A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 古紙の脱墨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002069876A true JP2002069876A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18740323
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000250811A Pending JP2002069876A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 古紙の脱墨方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2002069876A (ja) |
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-
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- 2000-08-22 JP JP2000250811A patent/JP2002069876A/ja active Pending
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