JP2015520684A - プラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法 - Google Patents

Abstract

種々の物理的／化学的処理を含む、プラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。この方法における主要な工程は、材料を処理する工程、粉砕する工程、フィルムからインクを除去する工程、フィルムを濯ぐ工程、洗浄溶液を回収する工程、顔料を回収する工程、およびフィルムを乾燥する工程である。この方法によって、第一にインクを含まないプラスチックフィルムが得られ、第二に顔料が得られる。これらの製品は産業において再利用され、これにより、製品の価値連鎖が強化される。

Description

本発明は、性質が異なるプラスチックフィルムの上に印刷されたインクの新規な除去方法に関する。本発明の方法で使用されるプラスチックフィルムのいくつかの例は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）およびポリアミド（ＰＡ）のフィルムである。

柔軟包装材料の印刷方法は、プラスチックフィルム上に液体インクを適用することからなる。使用される溶媒（通常は有機化合物または水）は、後に乾燥工程により除去される（揮発する）。蒸発後には所望の図柄がフィルム上に印刷されており、これは、様々な製品のための包装材料として使用できる状態にある。欠陥のない良質な印刷を達成するために、通常は、印刷機のパラメーターを調節し、印刷の際に使用する種々の着色剤を調整する。廃棄物のほとんどは、この段階で発生する。プラスチックフィルムは、機械を調節している間に毎分５００ｍに達し得る速度で印刷機を流通する。この速度の故に、最終的な包装用途における使用に必要な品質を有さない大量のプラスチックフィルムが発生してしまう。

この方法で最も広く使用されている支持体のいくつかは、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエステルなどのフィルムである。上記した調節および調整の故に、印刷業界は、包装フィルム総生産量の５〜１０％に達し得る大量の製品ロスを抱える。本明細書で提案する方法により再生処理される印刷物は、本質的には、この製品ロスと、印刷物の最終用途において使用された材料とに由来する。

現在、そのような材料は、印刷されたインクを除去しない方法により再生処理するために回収されている。それ故に、茶色がかったまたは黒色の低品質フィルムしか得られず、その結果、価格が、出発インクを含まないフィルムの価格よりかなり低い。また、そのような低品質フィルムは通常、ゴミ袋や見栄えが悪くてよい製品の製造にしか使用されていない。

以下に示す特許文献は、同じ概念の様々な変法に関する：
・記録媒体を再生利用するための装置（ＵＳ ５６２１９３９ Ａ）、
・印刷済みプラスチックフィルムを再生処理するための方法および装置（ＥＰ １ ４１９ ８２９ Ａ１）、
・複合材料から印刷インクを分離するための方法（ＣＡ ２１０１１８１）。

ＵＳ ５６２１９３９ Ａは、印刷済み紙材からインクを除去するための処理に関する。従って、本発明とは出発材料が異なる。また、同文献の方法では、材料は粉砕しないし、洗浄溶液が導入された浴に紙材を投入するという材料の直接処理は行わない。

ＥＰ １ ４１９ ８２９ Ａ１は、印刷済みフィルム上のインクの除去に関する。しかしながら、採用されている方法は、本発明の方法とは全く異なる。採用されている分離方法は有機溶媒および非イオン性界面活性剤の使用を含む化学的方法であるが、事前のペレット化を伴わずにフィルムを処理するからである。

先に記載した最後の特許文献に関して、主要な違いは、処理する材料である。ＣＡ ２１０１１８１に記載されている発明は、ポリマー層、金属層（一般にアルミニウム）、および紙材またはボール紙層により形成されている多層複合容器を再生処理するための方法である。水蒸気により除去される印刷インクは、通常、紙材またはボール紙層に存在する。プラスチックフィルムに付着しているインクは、溶媒での溶解、および金属部と印刷無しフィルムの密度に基づく分離によって分離される。従って、分離方法も出発材料も本発明のものとは同じではない。

従って、現在特許請求されている方法は、印刷済みフィルム上のインクを除去する課題の包括的解決方法を提供していないが、本明細書で提案する発明は、間違いなくこの課題を解決する。

ＵＳ ５６２１９３９ Ａ ＥＰ １ ４１９ ８２９ Ａ１ ＣＡ ２１０１１８１

上記した状況に照らして、印刷済みフィルム上のインクを除去するという課題の包括的解決方法の開発が求められている。

本発明の方法の主要な利点は、経済的に実行できる解決方法によって、印刷インクを分離でき、インクが除去されたフィルムを入手でき、回収製品の付加価値を上げられることである。更に、別の用途で使用できる顔料も得られ、これにより、廃棄物は可能な限り削減される。

原料に由来するコスト増を考えると、プラスチック類の印刷時の廃棄物をよりうまく活用することが、生産コストの削減にはますます必要であり、本発明の方法は、この目的を達成するのに最適な方法である。

本発明の方法により、顔料（例えばＥＳ ２３４４７７８ Ｂ１に記載されているような後処理の後、顔料および他の用途のために再利用できる）およびペレット状無色再生フィルム（有色フィルムより高い品質を有し、再利用できる）という２つの製品が、印刷済みフィルムから得られる。

従って、本発明は、種々の物理的／化学的処理によって、プラスチックフィルムに含まれるインクを除去する方法に関する。本発明によって、高品質および高純度の故にあらゆる用途における再生処理に適したインク不含有製品が得られることにより、印刷済みフィルムの再生処理に伴う技術的課題は解決される。本発明の方法は、エンドユーザーにより既に使用された印刷済み製品、または製造ロスにより生じた印刷物（この場合、材料が特大形状（１．５ｍ幅および変化する厚さを有する材料のロール）、またはより小さく細いロール状、並びにばらばらな材料であることが多い）に適用される。

本発明の方法の工程を以下で説明する。
工程１：材料の処理
本発明の第１工程は、材料の処理からなる。そのためには、粉砕運転が容易になるように、フィルムを支持している、通常はボール紙製の円筒状コアを除去する。プラスチックフィルム巻物からのコアの除去は、手動または機械で行う。

工程２：粉砕
方法の第２工程は、後続洗浄工程のために、直径６〜１４ｍｍで変化し得る寸法に、フィルムロールを粉砕する工程である。そのためには、回転翼と固定翼の両方を有する回転翼式粉砕機にフィルムロールを投入する。

工程３：フィルムからのインクの除去
方法の第３工程では、印刷済みフィルムの洗浄運転、即ち、プラスチックフィルムを印刷インクから分離する工程を行う。そのためには、粉砕機からの粉砕済み材料を、洗浄システムに投入する。洗浄システムは、１つの洗浄槽と２つの濯ぎ槽という３つの槽で形成されている。フィルムに加えて、プラスチックフィルムからインクを分離する適当な洗浄剤を、洗浄槽に添加する。この運転は、塩基性条件下で行うことが好ましい。この工程は、フィルムの場合は不連続的に行う。そのためには、洗浄槽に、工程２の粉砕済み材料を充填する。必要量の水、洗浄剤および塩基を添加し、適当な形状の翼付き撹拌機を用いて洗浄槽の内容物を撹拌する。フィルムから除去されたインクは、洗浄しながら連続的に取り出す。そのためには、洗浄溶液およびインクを含有する水流を取り出す。

この段階から、工程は並行して行う。一方では、フィルムを濯いで（工程４）乾燥し（工程７）、他方では、洗浄溶液（工程５）および顔料（工程６）を回収する。

工程４：フィルムの濯ぎ
洗浄溶液での処理後、粉砕済みフィルムは、残留の可能性がある分散インク残渣および洗浄溶液残渣を除去するために、新たな濯ぎ槽に投入しなければならない。この操作は、プラスチックフィルムを十分濯いでインクも洗浄剤も含まれなくなるまで、必要なだけ何回も行う。

工程５：洗浄溶液の回収
工程３において生じた洗浄溶液は、洗浄溶液を回収するための遠心機に供給する。工程３の槽において洗浄運転を行いながら、遠心機を連続的に運転し、固体インクを洗浄溶液から分離する。従って、処理後は２つの流れが流出する。一方はインクであり、他方は洗浄溶液である。このように、洗浄溶液は洗浄槽において再利用され、インクは顔料回収のため、および熱処理後の種々の用途における使用のために処理されるので、本発明の方法は、環境面でも経済面でもより有利である。

工程６：顔料の回収
熱処理は、加熱され、再生処理顔料を得るために樹脂を分解する機能を有する熱処理反応器において行う。

工程７：フィルムの乾燥
最後に、工程４において行ったフィルムの濯ぎ後、残留水分を除去するために、プラスチックフィルムを乾燥しなければならない。このためには、ブリケットマシンのような機械的分離装置に湿潤した材料を流通させて可能な限り多量の水を除去するか、または熱風を用いて乾燥させる。

図１は、本発明の方法の図式、および本発明の方法で使用される装置を示す。 図２は、印刷済みフィルムからインクを除去するための方法の洗浄システムの詳細な図式を示す。

以下において、本発明の方法の好ましい態様を、図面を参照して説明する。

プラスチックフィルム上に印刷されたインクを除去するための方法は、下記工程を含む。
工程１：材料の処理
投入印刷物１は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）またはポリアミド（ＰＡ）のフィルムであってよい。投入印刷物１を集めた後、コア、場合によりプラスチックフィルムとは異なる組成を有する特大形状またはばらばらな形状の対象物やフィルムを除去する処理工程を行う。プラスチック支持コアを除去できる装置１０１は、プラスチックフィルムロールは固定したまま円筒状コアに力を加えるプランジャーからなる。加圧により、円筒物がプラスチック本体から押し出される。処置を行った後、コアおよびばらばらな投入材料を伴わないフィルムロールを含む、夾雑物を伴わないフィルム生成物２が得られる。

工程２：粉砕
夾雑物を伴わないフィルム２の粒度は、洗浄溶液の浸透に有利になるように、６〜１４ｍｍで変化してよい直径まで小さくしなければならない。そのためには、固定翼と回転翼の両方を有する回転翼式粉砕機１０２にフィルムを投入する。この粉砕機は、粉砕済み材料３が得られるまで、フィルムの寸法を低下させる。

工程３：フィルムからのインクの除去
インクは、粉砕済み材料３から除去しなければならないので、１１〜１３の塩基性ｐＨで、濃度０．１〜５重量％の水中界面活性剤混合物からなる洗浄溶液６が導入された洗浄システム１０３に、粉砕済み材料を投入する。ここで、フィルムに含まれていたインクは除去され、インクは、不溶解状態で洗浄溶液の一部になる。好ましい態様では、洗浄溶液の界面活性剤は、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミドまたはドデシルスルフェートである。洗浄システム１０３は、図２に示したように、３つの槽により形成されているシステムからなる。洗浄槽２０１は翼で撹拌される槽であり、ここで、プラスチックフィルムは洗浄溶液６と接触する。これ以外の２つの槽は、後続工程で運転を開始する濯ぎ槽である。３つの流れ、即ち、粉砕済み材料３を含む流れ、洗浄溶液６を含む流れ、および清浄な水を含む流れが、この洗浄システム１０３に流入し、以下に記載する別の２つの流れが、洗浄システムから流出する。粉砕済み材料３を含む流れは、洗浄槽２０１を提供する洗浄システム１０３に流入する。遠心機１０４からの洗浄溶液６も、この洗浄槽に流入する。粉砕済みフィルム片が互いに重なることを防ぐためには、従って処理効率を高めるためには、洗浄槽２０１の翼によって、翼で撹拌される槽内に高乱流を発生させることが非常に重要である。更に、高乱流は、フィルムから分離したインクの、洗浄溶液６における分散にも有利である。一方では、洗浄溶液および分散インク残渣を含む処理済みプラスチックフィルム２１が、洗浄槽２０１から流出し、他方では、フィルムから除去されたインクを伴った洗浄溶液４が、洗浄槽２０１から流出して遠心機１０４に向かう。

工程４：フィルムの濯ぎ
同じ洗浄システム１０３において、２つの翼付き濯ぎ槽で、２回の濯ぎ工程を順次行う。洗浄槽２０１を、第１濯ぎ槽２０２内の水で濯ぐ。第１濯ぎ槽２０２からのフィルムは、洗浄溶液残渣を除去するために、第２濯ぎ槽２０３において清浄な水と接触させる。処理済みプラスチックフィルム２１は、分散インク残渣および洗浄液残渣を除去するために、第１濯ぎ槽２０２に投入する。第１濯ぎ槽２０２から流出した濯ぎ液２５は、節水のために、洗浄槽２０１に供給する。洗浄溶液残渣を含む濯ぎ済みプラスチックフィルム２２が、第１濯ぎ槽２０２から流出し、第２濯ぎ槽２０３に供給される。この第２濯ぎ工程は、プラスチックに残っている場合がある最後の洗浄溶液残渣を除去する工程である。２つの流れ、即ち、インクおよび洗浄溶液残渣を含まない清浄なフィルムを含む流れ８（この流れは、ブリケットマシン１０６に供給される）と、濯ぎ水を含む流れ２４（この流れは、節水のために第１濯ぎ槽２０２に供給される）が、第２濯ぎ槽２０３から流出する。

工程５：洗浄溶液の回収
フィルムから除去されたインクを伴った洗浄溶液４は、遠心機１０４を用いて毎分１００００回転で連続的に再生しなければならない。この装置は、インク５から洗浄溶液６を分離するための遠心分離機からなる。洗浄溶液６は洗浄システム１０３に再投入する。これによって、洗浄溶液を再利用しなかった場合に比べ、処理に必要な洗浄溶液の消費量が削減される。

工程６：顔料の回収
インクを含む流れ５は、樹脂の構造を壊すために、インク熱処理反応器１０５に供給され、再利用できる状態の顔料７が、反応器から流出する。熱処理反応器は、１７０〜２００℃の温度で運転する。顔料と油の混合物が反応器に投入され、ここで、顔料を含む樹脂は熱分解される。植物油（例えばヒマワリ種子油または亜麻仁油）および石油由来鉱油の両方が使用される。反応器は撹拌しながら運転し、顔料の平均滞留時間は１時間である。油から顔料を分離するための処理の後に混合物を濾過し、油は、更なる顔料の処理を継続するために反応器に再投入する。これにより、顔料は樹脂を含まなくなり、様々な用途に使用できるようになる。

工程７：フィルムの乾燥
インクおよび洗浄溶液残渣を含まない清浄なフィルム８は、インク５が除去され、洗浄溶液６で濯いだ後の清浄なフィルムによって形成されている。このプラスチックは、材料の加圧圧縮により可能な限り多量の水を除去する乾燥装置からなるブリケットマシン１０６に投入される。他の用途に使用できる状態の、インクおよび洗浄溶液を含まない粉砕済みフィルムを含む流れ９が、ブリケットマシン１０６から流出する。

先に記載したように、２つの生成物、即ち、一方は顔料、他方はペレット状無色再生フィルムが、この方法により製造される。

１ 投入印刷物
２ 夾雑物を伴わないフィルム
３ 粉砕済み材料
４ フィルムから除去されたインクを伴った洗浄溶液
５ インクを含む流れ
６ 洗浄溶液
７ 再利用できる状態の顔料
８ インクおよび洗浄溶液残渣を含まない清浄なフィルムを含む流れ
９ インクおよび洗浄溶液を含まない粉砕済みフィルムを含む流れ
２１ 洗浄溶液および分散インク残渣を含む処理済みプラスチックフィルム
２２ 洗浄溶液残渣を含む濯ぎ済みプラスチックフィルム
２３ 清浄な水
２４ 濯ぎ水を含む流れ
２５ 濯ぎ液
１０１ プラスチック支持コアを除去できる装置（プランジャー）
１０２ 回転翼式粉砕機
１０３ 洗浄システム
１０４ 遠心機
１０５ インク熱処理反応器
１０６ ブリケットマシン
２０１ 洗浄槽
２０２ 第１濯ぎ槽
２０３ 第２濯ぎ槽

Claims (11)

1. ａ．プランジャーで投入印刷物を処理して、夾雑物を伴わないフィルムを得る工程、
   ｂ．夾雑物を伴わないフィルムを粉砕機で粉砕する工程、
   ｃ．塩基性ｐＨで、水中界面活性剤からなる洗浄溶液が導入された洗浄システムにおいてフィルムからインクを除去する工程であって、翼で撹拌される洗浄槽で、洗浄溶液および分散インク残渣の一部を含む処理済みプラスチックフィルム、並びにフィルムから除去されたインクを伴った洗浄溶液が生成される工程、
   ｄ．前記洗浄システムにおいて処理済みプラスチックフィルムを濯ぐ工程であって、少なくとも２つの濯ぎ槽で、インクおよび洗浄溶液残渣を含まない清浄なフィルムを得る工程、
   ｅ．洗浄溶液を遠心機で回収する工程、
   ｆ．顔料を熱処理反応器で回収する工程、
   ｇ．フィルムを乾燥装置で乾燥させて、インクおよび洗浄溶液を含まない粉砕済みフィルムを得る工程
   を含む、プラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
2. 投入印刷物は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）またはポリアミド（ＰＡ）のフィルムであってよい、請求項１に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
3. 粉砕後、夾雑物を伴わないフィルムの寸法が直径６〜１４ｍｍである、請求項１に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
4. 洗浄溶液は、水中に０．１〜５重量％の割合の界面活性剤を含有する、請求項１に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
5. 洗浄溶液は、界面活性剤として、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミドまたはドデシルスルフェートを含有する、請求項４に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
6. 洗浄溶液は１１〜１３のｐＨを有する、請求項４に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
7. 再循環水が導入された第１槽と清浄な水が導入された第２槽からなる２つの濯ぎ槽で濯ぎ工程を行う、請求項１に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
8. 遠心機の速度が毎分１００００回転である、請求項１に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
9. 熱処理反応器を１７０〜２００℃の温度で激しく撹拌しながら１時間運転し、反応器では、顔料と植物油または鉱油との混合物から顔料含有樹脂が熱分解され、油から顔料を分離するための処理の後に混合物を濾過し、油は更なる顔料の処理を継続するために反応器に再投入する、請求項１に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
10. ブリケットマシンを用いて乾燥工程を行う、請求項１に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。
11. 熱風を用いて乾燥工程を行う、請求項１に記載のプラスチックフィルム上に印刷されたインクの除去方法。

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