JPH05506275A - 酵素的プリントインキ除去によるスクラップ紙再循環方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 酵素的プリントインキ除去によるスクラップ紙再循環方法本発明は、酵素的プリ ントインキ除去によるスクラップ紙の再循環のための方法に関する。

実際の用途においては、プリントインキ除去（″インキ抜き″）を包含するスク ラップ紙再循環は、一連のいくつかの部分的工程である。使用されるべき装置の 選択及び完全なシステムの企画は、経済的な費用最少化の観点及び半完成品の品 質を最適化する技術観点を青酸して、最終成品に常に適合されるべきである。イ ンキ抜き工程におけるスクラップ紙再循環の目的は、続く紙製造のために価値あ る物質を失わないで、プリントインキ粒子の最良の可能な量的な除去である０紙 製造が否定的に影響されず、そして紙の品質が影響されないように、すべての物 質、たとえば固形物、溶質又はコロイド状溶質の不均質な基本的スクラップ紙物 質を有さないことが、本発明の目的に直接的に関係している。それは、スクラッ プ紙成分がスクラップ紙製造のために価値ある、最終製品に必要とされる品質に 依存する。たとえば、充填物質は、一定の限界内で新聞紙の価値ある成分である が、それらは薄葉紙の製造のためには所望されない。

従って、種々の方法が従来技術において試験され、そして推薦されて来た（Ｌａ ｕｓｃｈ、Ｈ，：０ｒｔｎｅｒ、Ｉｌ、：ＩＪｂｅｒ　ｄｅｎ　Ｅｉｎｆｌｕ６ 　ｄｅｒ　Ｄｒｕｃｋｆａｒｂｅｎｚｕｓａｍｍｅｎｓｅｔｚｕｎ　ａｕｆ　ｄ ｅｎ　Ｄｅｉｎｋｉｎ　ｒｏｚｅ８（Ｔｈｅ　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｐｒ ｉｎｔｉｎｇ　Ｉｎｋ　Ｃｏｓ＋ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｄｅｉｎｋ ｔｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ）Ｈｏｃｈｅｎｂｌ、　ｆ、Ｐａｐｉｅｒｆ、　９４（ １９６６）＋　Ｎｏ、　５．　ｐａｇｅｓ　１２９−１３６；　Ｂｅｒｎｄｔ、 　Ｗ、：　Ｄｒｕｃｋｆａｒｂｅｎｕｎｄ　Ｄｅｉｎｋｅｎ　（Ｐｒ：ｎｔｒｎ ｇ　Ｉｎｋ　ａｎｄ　Ｄｅｒｎｋｒｎｇ）　Ｔｒ４ｏｃｈｅｎｂ１．ｆ、Ｐａｐ ｉｅｒｆ。

１０４（１９７６）、　Ｎｏ、　３＋　ｐａｇｅｓ　９５−９８；　Ｆｏｒｅｓ ｔｅｒ、　１１．ｌ［、：Ｄｅｉｎｋｉｎ　ｏｆ　ＵＶ−ｃｕｒｅｄ　Ｌｉｎｋ ｓ　Ｔａｐｐｉ　Ｊ、（１９８７）、Ｎｏ、５．１２７４３０；　Ｎ、Ｎ、：　 Ｄｅｉｎｋｂａｒｋｅｉｔ　ｖａｆｌ　Ｆｌｅｘｏｄｒｕｃｋ　Ｔａ　ｅｓｚｅ ｉｔｕｎ　ｅｎ（Ｄｅｉｎｋａｂｉｌｆｔｙ　ｏｆ　ＦｌｅｘｏｐｒｉｎｔＮｅ ｗｓ−ｐｒｉｎｔ　Ｐａｐｅｒ）ｒＦＲＡ　５ｐｅｃｉａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　１ ．３＋　Ｄａｒｍｓｔａｄｔ、０ｃｔｏｂｅｒ１９８７；Ｐｕｔｚ、Ｈ，Ｊ、： 　Ｕ　ｃ　ｃｌｔｎ　ｖｏｎ　Ａｆｔ　ａ　ｉｅｒ　ｆｊｉｒ　ｄｅｎ　Ｅｉｎ ｓａｔｚ　ｉｎｈ６ｈｅｒｗｅｒｔｉ　ｅｎ　ｒａ　ｈｉｓｃｈｅｎ　Ｐａ　４ ｅｒｅｎ　ｄｕｒｃｈ　ｃｈｅａ＋ｉｓｃｈ−ｍｅｃｈａｎｉｓｃｈｅ　Ａｕｆ ｂｅｒｅｉｔｕｎ　（Ｄｅｉｎｋｅｎ　ｕｎｄ　Ｂｌｅｉｃｈｅｎ）（Ｕｐｃｙ ｃｌｉｎｇ　ｏｆ　５ｃｒａｐＰａｐｅｒ　ｆｏｒ　Ｕｓｅ　ｉｎ　Ｈｔｇｈ− ｇｒａｄｅ　Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒｓ　ｂｙ　Ｃｈｅｍｏ−Ｍｅｃｈ ａｎｉｃａｌ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ−Ｄｅｊｎｋｉｎｇ　ａｎｄ　Ｂｌｅａｃｈ ｉｎｇ）Ｔｈｅｓｉｓ、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｌｌｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　 Ｄａｒｔｍｓｔａｄｔ、１９８７：　Ｗｅｒｄｈａｓｓ＋　Ａ、Ｇ、：　Ｅｒｆ ａｈｒｕｎ　ｅｎ　！１ｔｅｉｎｅｒ　Ｄｅｉｎｋｉｎ　−Ａｎｌａ　ｅ　ｚｕ ｒ　［１ｒｚｅｕ　ｕｎ　ｖａｎ　Ｚｅｉｔｕｎ　ｓ　ａ　１ｅｒ（Ｅｘｐｅｒ ｊｅｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ａ　Ｄｅｉｎｋｉｎｇ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　 ｔｈｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｎｅｗｓｐｒｉｎｔ　Ｐａｐｅｒ）Ｗｏ ｃｈｅｎｂｌ、ｆ、Ｐａｐｉｅｒｆ、１０４（１９７６）、Ｎｏ、２２．　ｐａ ｇｅｓ　８５７−８６５　；　１ｊｐｐｅｒｔ、Ｇ、Ｖ、：　Ｅｒｆａｈｒｕｎ 　ｅｎ　ｓｉｔ　ｄｅｒ　Ｄｅｉｎｋｉｎ　−Ａｎｌａ　ｅ　ｆｉｉｒＺｅｉｔ ｕｎ　５ｄｒｕｃｋ　ａ　ｉｅｒ　ｄｅｒ　Ｌｅ　ｋａｍ−Ｍｉｊｒｚｔａｌｅ ｒ　ＡＧ　ｉ＋ｓ　Ｈｅｒｋ　Ｂｒｕｃｋ（Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｗｉｔｈ　 ｔｈｅ　Ｄｅｉｎｋｉｎｇ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　Ｎｅｗｓｐｒｉｎｔ 　Ｐａｐｅｒｏｆ　Ｌｅｙｋａｓ４ｕｅｒｚｔａｌｅｒ　ＡＧ　ａｔ　ｔｈｅ　 Ｂｒｕｃｋ　Ｆａｃｔｏｒｙ）Ｗｏｃｈｅｎｂｌ、ｆ、Ｐａｐｉｅｒｆ、　１１ １（１９８３）、　Ｎｏ、　１５．５４０−５４２）。すべてのこれらの方法は 、物理−化学的方法で作用する。生物学的又は酵素学的に機能する方法は、従来 技術から知られていない。

今日、広く使用されている方法は、浮遊技術である。浮遊空気の機械的分配を有 する長方形の浮遊セルが、６０年代の初めＶｏｉｔ社から開発された。このセル においては、懸濁液が、セルの底に位置し、そして上部から推進される運転車輪 （該車輪は穴を有する、集中的に配置されたケーシングにより取り囲まれる）に 流れる。その運転車輪は、！！Ａ′ｌｉｌ液における空気の細かな分散及びプリ ントインキ粒子及びインキの推力、並びにセルの底上の物質の分配に影響を及ぼ す。その受容物は、オーバーフローを通して取り出され、泡はパドルにより除去 される。

セルの流体力学を改良するために、浮遊バイブセルが１９７８年に開発された。

空気の換気及び空気の機械的な細かな分散の両タイプが、この概念において上記 浮遊セルから取られた。

１９８２年、浮遊バイブセルがエネルギー低下、インキ抜き効果の改良及び高め られた安全性の目的を伴って再構成された。維持されたすべては、バイブセルの 形状であった。換気方法は、機械的換気からインジェクター換気に変えられた。

インジェクターは、ベンチエリ原理に従って自己唆引に基づいて作動され、そし て３０％までの換気を可能にする。泡の除去は、パドルの助けを伴わないで自動 的に行なわれる。

１９８４年、コンパクト浮遊セルが導入された。２つの要因がこのセルにおいて 浮遊のために決定的な存意性のものである：１）セルの前方の適切な換気要素、 すなわち段階ディフューザー及び２）分離段階のために好ましい、セルの流体力 学、４つの位置に、換気された物質が丸型の垂直なセルに正接して誘導される。

他のすべての浮遊セルに比べて、物質は！Ａ４液の表面下に独占的に供給される 。

空気及び懸濁液の混合物が最適である場合、セルにおける即座の二重流れ（空気 並びに上方へのプリントインキ粒子及び下方への受容物）が、空気バブルからプ リントインキ粒子の分離を妨げるはずである。

すなわち、地上に１つが配置されている、異なった直径の２つの円柱状容器から 成る“垂直”浮遊セルがまた、知られている。このシステムにおいて、物質は、 インジェクターにより低部の容器中に接線的に供給される。勧賞−空気−懸濁液 流は上昇し、そして分離壁を越えて、大きな直径を有する上部の円柱状容器に達 する０分離壁を越えて、バブルは泡吸入手段により浦獲される。物質は外部容基 中において接線的に下方に導びかれ、そして水準化バブルに輸送される。その水 準化バルブは、レベルの画整が必要とされないように懸濁液レベルと泡吸入パイ プとの間で一定の距離を確保する。

上記浮遊方法の他に、本明細書に詳細に説明されない他の方法が存在する。すべ てのこれらの方法は、環境に対して有害である化学物質を必要とすることで共通 する。

アメリカ特許第４．６８７，７５４号、第４．６９２，４１３号及びリグニン分 解反応を開始し、ｃ）４０℃、０．８〜２．５％のコンシスチンシー及び１．２ ００〜１，６００ｒｐ−の撹拌速度で約１０分間、市販の、浮遊単位において反 応を続け、この期間、反応体積１．５／！・時当たり空気６０〜８０２が添加さ れ、ｄ）そして６０〜９０分間、その反応を続け、その期間、前記添加及び撹拌 速度は減じられることによって解決される６段階ｄ）はまた、段階Ｃの前、寛施 され得、又は共に削除され得る。

新規であることは、酵素システムの発明とそれ自体既知の浮遊方法との組合せで ある。これは、インキ抜きが従来の上記浮遊化学物質、たとえばＮ　ａ　ＯＨ， Ｈｚ　Ｏ□又はオレイン酸によるよりもむしろリグニン分解性原酵素により一層 もたらされることを達成する。

本発明の方法における実際の脱色方法はたぶん、リグニンに対する酵素の攻撃に より引き起こされる（すでに第４，６９０，８９５号から、ファネロカエトクリ ソスボリウム（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ　Ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）菌 の特定の変異体により生成される酵素が処理するセルロースを含む漂白材料のた めに適切であることが知られているがしかしインキ抜き方法に関しては何も言及 されていない、また、そのような方法は時間がかかる（約１２時間）。さらに、 その酵素は、ファネロ力エトクリンスポリウムの特定株からのみ得られる。

本発明は、上記化学的及び酵素的方法のいづれの欠点も有さない、酵素的インキ 抜きによる祇再循環のための方法を提供する目的を有する。

この目的は、ａ）スクラップ紙を含む溶液への酸化体及び還元体の計量された添 加が同時に生じながら、レドックス電位を２００〜５００ｍＶの範囲に調整し、 ｂ）リグニン分解酵素を添加することによって上記に言及されるように）ファイ バー開放による。その効果は、前で言及された従来の脱色方法におけるファイバ ーに対するソーダ分解の膨潤効果に類似する。従って、酵素による開放は、ファ イバーからプリントインキ粒子の分離をもたらす、開放された構造のために、プ リントインキは続く浮遊工程において容易に除去され得、その結果、発泡試薬の 追加の計量された添加は最少の濃度でのみ必要である。

硫＃第二銅、硫酸マンガン（Ｈ）　、酢酸マンガン（Ｈ）　、硫＃鉄（、ＩＩ） 、塩化チタン（ＩＩＩ）、硝酸セリウム（ＴＶ）アンモニウム及び硝酸セリウム （ＩＩＩ）がさらに、レドックスメディエータ−として使用され得る。亜鉛、ア ンチモン及び鉛塩もまた適切である。

フェノール化合物が酵素保護物質として反応に添加される。ベラトリルアルコー ルがこの目的のために特に適切である。

上記化学物質の他に、他の物質が反応溶液に添加され得る。それらは、次亜塩素 酸ナトリウム、多１１！、たとえばグルカン又はキサンタン、洗浄剤、界面活性 剤、脂肪酸、たとえばオレイン酸、ヘム化合物、たとえばヘモグロビン及び漂白 剤、たとえば過硼酸ナトリウムである。従来の漂白剤、たとえば次亜塩素酸ナト リウム、酸素、二酸化塩素、オゾン、ＨｔＯｚ及び亜ジチオン酸ナトリウムが、 脱色紙の後−潔白のために使用され得る。

リグニン分解酵素、たとえばフェノールオキシダーゼ、ラッカーゼ及びリグニン ペルオキシダーゼが酵素として使用される。これらばまた、ファネロカエトクリ ソスボリウム菌から得られるリグニン分解酵素を包含する。しかしながら、上記 アメリカ特許に従って得られた特定の酵素を用いることは必須ではない０本発明 によれば、高く精製された形での酵素又は微生物の特別に最適化された変異体に より得られた酵素を用いる必要はない、むしろ、本発明の方法のためには、今日 市販されている原酵素を用いることで十分である。リグニン分解酵素の他に、ペ クチナーゼ及び／又はヘミセルラーゼがまた使用され得る。

本発明の利点は、上記浮遊化学物質による実際の浮遊工程の前での予備処理Ｃ従 来技術に従って９０分まで取られる）がこれ以上必要ではない事実に基づかれる 。濃いアルカリ溶液及び類似する物質が最少量でのみ本発明の方法に添加される ので、本発明の方法は、環境に有害でない廃棄生成物により特徴づげられるつさ らに、実際の浮遊工程の前又は後にいづれかの段階を挿入することによってスク ラップ紙からリグニンを除去し、そして従って、その機械的性質を改良すること が可能である。たとえば、処理された原料の熟成の長さが、５〜８％のリグニン 除去速度で３０％以上改良され得る。

さらに、界面活性剤の使用が本発明の方法にもはや不可欠ではないことが言及さ れるべきである。たぶん、原酵素に存在する多ｍＷが、界面活性剤の発泡効果を 一部、引き受ける。これは、それらの疎水性分子ををする両性物質としてのそれ らの界面活性剤が、従来の浮遊方法において元の疎水性プリントインキ粒子上に 付着するからである。水における硬化性物質との反応により、それらは存在する 空気バルブ上に付着する。水−硬化イオンにより沈殿されないソープ成分は発泡 剤及び分散側として活性的になる。

次に、本発明は、例示目的のために示される。

１２ｇの無水乾燥（ａ　ｔ　ｒ　ｏ）　ＩＦＩｆ　（故紙、新聞紙）を、約２ｃ ｍＸ２ｃｍの断片に引き裂く０次に、約２．５ｍモルのカルシウム硬度を有する 水３００■１を添加し、約４０℃で手動的に均質化し、そして次に、３．ＯＯＯ ｒｐｍで５分間、ディスイッチグレーターにより砕解する６次に、その砕解を、 ３．５％のコンシスチンシー及び３，０００ｒｐｍで２分間、くり返す０次に、 ４０℃の温度での水を、１．５夕の体積になるまで添加し、そして次に５ＩｙＪ ｔを１．５１の浮遊セル中に充填する。無水乾燥（ａｔｒｏ）紙に基づいて、０ ．１〜１．５％のＨｔ　Ｏｘを添加する。無水乾燥紙に基づいて２Ｘ１０−’％ 〜２×１０−’％のＶＡを添加する。５００〜５，０ＯＯＩＵのリグニン分解酵 素（ＩＩＵ＝１ｎモルのＶＡのベラトリルアルデヒドへの１針当たりの転換）の 添加の後、インキ抜き浮遊方法が、１．２０Ｏｒｐｍの撹拌速度で開始され、同 時に１時間当たり６０２の空気が添加される。同時に、Ｈ，０１及び亜硫酸水素 ナトリウム溶液の添加が、約４００ｍＶの平均レドックス電位が一定して存続す るように、ポンプコントロールに連結される液内レドックス電極により計量され る。その工程を４０°Ｃで１０〜１５分間続け、そして汚染された物質を、スク レーパにより取る。

要約書 本発明は、ａ）スクラップ紙を含む溶液への酸化体及び還元体の計量された添加 が同時に生じながら、レドックス電位を２００〜５００ｍＶの範囲に調整し、ｂ ）リグニン分解酵素を添加することによってリグニン分解反応を開始し、Ｃ）４ ０°Ｃ，０，８〜２．５％のコンシスチンシー及び１，２００〜１，６００ｒｐ −の撹拌速度で約１０分間、市販の浮遊単位において反応を続け、この期間、反 応体積１．５１・時当たり空気６０〜８０１が添加され、ｄ）そして６０〜９０ 分間、その反応を続け、その期間、前記添加及び撹拌速度が減じられることを特 徴とする、酵素的なプリントインキ除去によるスクラップ再循環のための方法に 関する。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　９１００５３９ ５Ａ４５７１１

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．酵素的なプリントインキ除去によるスクラップ紙再循環のための方法であっ て、 ａ）スクラップ紙を含む溶液への酸化体及び還元体の計量された添加が同時に生 じながら、レドックス電位を２００〜５００ｍＶの範囲に調整し、 ｂ）リグニン分解酵素を添加することによってリグニン分解反応を開始し、 ｃ）４０℃、０．８〜２．５％のコンシステンシー及び１，２００〜１，６００ ｒｐｍの撹拌速度で約１０分間、市販の浮遊単位において反応を続け、その期間 、反応体積１．５ｌ・時当たり空気６０〜８０ｌが添加され、そして ｄ）６０〜９０分間、その反応を続け、その期間、前記添加及び撹拌速度が減じ られることを特徴とする方法。
2. ２．前記段階ｄ）が段階ｃ）の前で実施されることを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の方法。
3. ３．前記段階ｄ）が削除されることを特徴とする請求の範囲第１又は２のいづれ か１項記載の方法。
4. ４．前記レドックス電位が２５０〜４５０ｍＶの範囲で存在することを特徴とす る請求の範囲第１又は２のいづれか１項記載の方法。
5. ５．Ｈ２Ｏ２．Ｏ２又はオゾンが酸化体として使用されることを特徴とする請求 の範囲第１〜４のいづれか１項記載の方法。
6. ６．アスコルビン酸、ジチオン酸塩又は亜硫酸水素ナトリウムが還元体として使 用されることを特徴とする請求の範囲第１〜５のいづれか１項記載の方法。
7. ７．硫酸第二銅、硫酸マンガン（ＩＩ）、酢酸マンガン（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ ）、塩化チタン（ＩＩＩ）、硝酸カリウム（ＩＩＩ）及び／又は硝酸セリウム（ ＩＶ）アンモニウムが反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲第６項 記載の方法。
8. ８．亜鉛塩、アンチモン塩及び鉛塩が反応溶液に添加されることを特徴とする請 求の範囲第７項記載の方法。
9. ９．フェノール化合物が反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲第１ 〜８のいづれか１項記載の方法。
10. １０．ベラトリルアルコールがフェノール化合物として使用されることを特徴と する請求の範囲第９項記載の方法。
11. １１．フェノールオキシダーゼ、ラッカーゼ及びペルオキシダーゼがリグニン分 解酵素として使用されることを特徴とする請求の範囲１〜１０のいづれか１項記 載の方法。
12. １２．ペクチナーゼ及び／又はヘミセルラーゼがリグニン分解酵素の他に使用さ れることを特徴とする請求の範囲１〜１１のいづれか１項記載の方法。
13. １３．リグニン分解酵素の配合団のみが使用されることを特徴とする請求の範囲 第１〜１２のいづれか１項記載の方法。
14. １４．ｐＨ値が２〜５の間であることを特徴とする請求の範囲１〜１３のいづれ か１項記載の方法。
15. １５．ｐＨ値が３であることを特徴とする請求の範囲１〜１４のいづれか１項記 載の方法。
16. １６．次亜塩素酸ナトリウムが反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範 囲第１〜１５のいづれか１項記載の方法。
17. １７．錯生成剤が反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲１〜１６の いづれか１項記載の方法。
18. １８．エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）又はジエチレントリアミン五酢酸（ ＤＴＰＡ）が錯生成剤として使用されることを特徴とする請求の範囲第１７項記 載の方法。
19. １９．多糖類が反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲１〜１８のい づれか１項記載の方法。
20. ２０．グリカン又はキサンタンが多糖類として添加されることを特徴とする請求 の範囲第１９項記載の方法。
21. ２１．洗浄剤が反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲１〜２０のい づれか１項記載の方法。
22. ２２．界面活性剤が反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲第１〜２ １のいづれか１項記載の方法。
23. ２３．脂肪酸が反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲第１〜２２の いづれか１項記載の方法。
24. ２４．オレイン酸が脂肪酸として使用されることを特徴とする請求の範囲第２３ 項記載の方法。
25. ２５．ヘム化合物が反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲第１〜２ ４のいづれか１項記載の方法。
26. ２６．ヘモグロビンがヘム化合物として使用されることを特徴とする請求の範囲 第２５項記載の方法。
27. ２７．過硼酸塩が反応溶液に添加されることを特徴とする請求の範囲１〜２６の いづれか１項記載の方法。