JPH08511066A - フレキソ印刷用インクの脱インク用調合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 浮選または浮選／洗浄脱インクシステムにおいて、（ａ）脂肪酸またはそれの塩、（ｂ）ロジン酸またはそれの塩、および（ｃ）ノニオン系もしくはアニオン系界面活性剤の組み合わせを、硬度が約８０から５００ｐｐｍのＣａ⁺²である水と一緒に用いることにより、パルプ繊維スラリーからの親水性フレキソ印刷用インクの除去を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】 フレキソ印刷用インクの脱インク用調合物発明の背景 本発明は、再生紙製品からインク、特に親水性を示すフレキソ印刷（ｆｌｅｘ ｏｇｒａｐｈｉｃ）用インクの非常に微細な粒子を除去すること、即ち脱インク （ｄｅｉｎｋｉｎｇ）に向けたものである。フレキソ印刷用（親水性）インクは 、通常の疎水性インク系を用いた時よりもずっと環境に優しくそして装置投資費 用が低いことから、これらは益々重要になってきている。しかしながら、このフ レキソ印刷用インクの使用拡大を制限しているのは、フレキソ印刷用インクが用 いられている紙を浮選（ｆｌｏｔａｔｉｏｎ）脱インクシステムで再生利用する のが困難なことであった。 「脱インク」は、廃棄紙からインクおよび他の汚染物を除去する方法であり、 現在使用されている主要な技術は２つ存在している。「浮選脱インク」は、廃棄 紙のパルプ繊維、インクおよび他の非セルロース系汚染物が入っている水懸濁液 を生じさせた後この懸濁液に空気を混合することを伴う。種々の添加剤を存在さ せると、空気の泡が選択的にインク粒子に付着してこの粒子を上記水懸濁液の表 面に運ぶことで、インクが豊富なフロス（ｆｒｏｔｈ）を形成する。次に、この フロスを除くと、インク量が比較的少ない繊維スラリーが後に残る。浮選脱イン ク方法は、今までのところ、粒子サイズが約１０μｍ以上の疎水性インクを除去 するに特に有用であった。上記方法で用いられる添加剤は、一般に、この浮選セ ル（ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｃｅｌｌｓ）における除去効率を高めるように比較的 大きな疎水性インク粒子を凝集させることを意図した特 殊な界面活性剤または脂肪酸である。インク粒子を凝集させるのではなくこれら を分散させる可能性のある添加剤を存在させるのは浮選段階の効率に有害である と考えられている。 他方、「洗浄脱インク」は、除去すべきインクおよび他の粒子が約５μｍより も小さい時に特に有用である。この方法では、廃棄紙パルプの希スラリーを濃密 にする時に親水性フレキソ印刷型インクを含む非常に微細な粒子をその除去すべ き水と一緒に存在させることで比較的奇麗なパルプが生じるようにする分散剤を 添加する必要がある。 長年に渡って新聞紙、雑誌および他の印刷物が再生利用されてきた。最近、再 生紙の要求が益々大きくなってきており、環境上の関心および立法上の動きを考 慮すると将来も同様に要求が大きくなり続ける可能性がある。印刷材料から繊維 を再生利用するには、そのインクおよび他の汚染物を除去する脱インク方法が必 要である。しかしながら、使用される印刷技術が変化しそして幅広く多様な印刷 用インクが用いられてきていることから、廃棄紙の脱インクは益々困難になって きている。その結果として、再生利用する廃棄紙のスラリーには親水性および疎 水性インク、樹脂結合剤、充填材などの混合物が含まれており、数多くの商業用 途で用いるに充分な白色度を示す紙製品を製造するには、上記混合物の実質的主 要部分を除去する必要がある。除去すべき材料は、幅広い範囲の粒子サイズを有 することに加えて、ポリスチレン、ポリアクリレート類およびアクリル系コポリ マー類などの如きポリマー結合剤を含有している。このことから、最新インクの 多くは除去が益々困難になってきている。この産業の応答は、一般に、浮選方法 と洗浄方法の両方を組み合わせた脱インクシステムを利用することであった。 しかしながら、浮選方法の要求と洗浄方法の要求は異なり、互いに対立する。 浮選方法では、比較的大きなインク粒子をこれらの除去が可能なサイズにまで凝 集させる一方、洗浄方法では、インク粒子の除去が可能なように比較的微細なイ ンク粒子を分散させる。このような二分性は、親水性を示すフレキソ印刷用イン クが益々使用されるようになった最近の印刷技術変化で更に大きくなってきてい る。そのフレキソ印刷用インクに関連した非常に微細なインク粒子（＜５μｍ） は、現在のところ、洗浄方法を用いることでのみ実質的に除去可能である。非常 に微細な粒子サイズを有する親水性フレキソ印刷用インクの使用量が増えている ことで、数多くの用途で再生紙製品を使用することを可能にするに必要な白色度 を達成することに関する問題が益々大きくなってきている。 浮選脱インクは一般にアルカリ性条件、即ち約８．５から１０の範囲のｐＨで 行われる一方、その親水性を示すフレキソ印刷用インクは約７以下のｐＨで不溶 になり、その結果として、これらの除去では中性または酸性条件にすることが望 まれることから、浮選脱インクを用いてその親水性を示すフレキソ印刷用インク を除去することの困難さが倍加する。 長年に渡って、浮選脱インクに通常の産業用化学品の調合は、脂肪酸または脂 肪酸石鹸を用いることを伴っていた。例えば米国特許第４，９６４，９４９号お よび４，４８３，７４１号を参照のこと。脂肪酸および脂肪酸石鹸はこれらを使 用することに関連した問題を数多く有する。これらは高い用量率を必要とし、こ れらを典型的には廃棄紙１トン当たり少なくとも約１６ポンド（０．８重量％） 、しばしば１トン当たり３０ポンド（１．５重量％）の如き高い用量率で用いる 必要がある。また、脂肪酸および脂肪酸石鹸をこのような量で用いたとしても、 特に親水性 を示すフレキソ印刷用インクが存在していると、これは比較的劣った発泡剤であ り、これが、現在の浮選脱インク方法を用いてそのようなインクを除去する時の 性能を落としている。 １９７０年代初期に行われた浮選脱インクに関するブルガリア実験室試験にお いて（親水性フレキソ印刷用インクが出現する前）、アスファルト結合剤の中に 分散させた疎水性インク含有廃棄紙を細かく裂いて、水の中に２−３時間浸漬し 、繊維状にした後、そのアスファルト結合剤の鹸化および上記疎水性インクの溶 解をもたらす薬剤と混合することが行われた。液状石鹸、工業グレードのオレイ ン酸、ステアリン酸、トール油脂肪酸およびトール油を用いて浮選脱インクが実 施された。詳細または結果はほとんど示されていないが、その論評には、トール 油を０．３０％の量で用いた時に最良の結果が得られ、浮選時間は１５−２０分 であり、そしてその水の硬度は１リットル当たり約３ｍｇ当量（６０ｐｐｍのＣ ａ⁺²に相当）以下であると述べられている。実際、上記論評には、「この方法で 用いる水の硬度は３ｍｇ当量／リットルを越えてはならない」と述べられている 。Ｍｉｋｈａｉｌｏｖａ他「Ｄｅｉｎｋｉｎｇ ｏｆ Ｗａｓｔｅ Ｎｅｗｓｐ ａｐｅｒｓ ｂｙ ｔｈｅ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ」、Ｔｓｅｌ ｕｌｏｚａ Ｋｈａｒｔｉｙａ ４、Ｎｏ．２、２２−２４、３０（１９７３ ３月／４月）。 トール油は、一般に、（ａ）トール油脂肪酸（これにはオレイン酸が約４５重 量％、リノール酸が約４０重量％および樹脂酸が約１５重量％入っていると報告 されている）を約５５−６０重量％および（ｂ）ロジン酸を約４０−４５重量％ 含有している。ロジン酸（また樹脂酸としても知られている）は、アルキル化さ れている三環状不飽和有機酸である。 トール油の主要なロジン酸の２つはアビエチン酸とピマール酸である。ロジン酸 および脂肪酸は両方とも、大きくてかさ高い疎水性炭化水素部分に結合している 極性を示す小さいカルボキシル基を有することから、これらは両親媒性酸と通常 呼ばれる。上記酸が材料の表面に吸着すると、その極性を示す親水性末端がその 材料の表面に向かって配向し、そして疎水性部分が水の方に向かう。ロジン酸は 特に紙サイズ剤として有用である。また、ロジン酸を一般に約８０重量％以上の 量で含む市販ロジン酸製品は、特に色安定性が重要でない時のインク樹脂調合物 および接着剤樹脂において、ゴムポリマー類にタック性（粘着性）を与える添加 剤としても特に有用である。 最近、特に浮選脱インクシステムで用いる目的で、米国特許第４，９６４，９ ４９号および５，１００，５７４号に記述されている如き特定のノニオン系界面 活性剤が開発された。 しかしながら、廃棄紙内に存在する親水性フレキソ印刷用インクのレベルが増 大し続けていることから、浮選脱インク手順、特に約８分またはそれ以内で行わ れる浮選脱インク手順で以前の脱インク用組成物を用いたのでは、そのようなイ ンク粒子を除去する時の有効性が益々低くなることが認められてきている。この ように、再利用する廃棄紙の組成が変化しても有効かつ迅速にそれを処理する改 良された浮選脱インク用添加剤組成物を開発することの必要性が継続して存在し ている。 従って、本発明の１つの目的は、親水性を示す非常に微細なインク粒子、例え ば廃棄紙に存在する量が益々増えているフレキソ印刷用インクなどが前以て入っ ている印刷物を浮選脱インク方法で脱インクした物を製造することにある。 本発明のさらなる目的は、スケール堆積を最小限にしながら浮選脱インク方法 で印刷物から親水性フレキソ印刷用インクを除去することにある。 本発明のさらなる目的は、浮選脱インク方法の完結で要する時間を制限しなが ら浮選脱インク方法で印刷物から親水性フレキソ印刷用インクを除去することに ある。 以下に示す本発明の記述から上記およびさらなる目的が明らかになるであろう 。発明の要約 本発明は、再生利用印刷物から単独で存在しているか或はより通常には疎水性 インクとの組み合せで存在している親水性インクを単独か或は洗浄脱インクシス テムと組み合わせた浮選脱インクシステムで除去する脱インク方法に向けたもの である。廃棄紙の水パルプスラリーに（ａ）脂肪酸またはそれの塩、（ｂ）ロジ ン酸またはそれの塩および（ｃ）ノニオン系またはアニオン系界面活性剤を添加 することによって、この脱インクを達成する。この脂肪酸は、上記３成分の少な くとも約６０重量％を占め、その残りは該ロジン酸と該界面活性剤であり、これ らの重量比は約１２：１から約１：５の範囲である。本発明の脱インク用添加剤 組み合わせを用いると、特に使用する水の硬度が約８０から５００ｐｐｍのＣａ⁺² である時、浮選方法または浮選方法／洗浄方法組み合わせの浮選段階で効率良 く有効に親水性インクが除去されることを見い出した。 上記３種脱インク用添加剤を適切なレベルで用いると、これは、上記インクの 過剰な分散を生じさせることなく廃棄紙繊維からの親水性フレキソ印刷用インク の放出を達成すると同時にこの微細な親水性インク粒 子の凝集を開始させた後このインク粒子を合体させて通常の浮選脱インク装置の フロスで効率良く有効に除去するに充分な大きさにするに充分な程凝集を完成さ せる。この組み合わせを用いると、脂肪酸またはそれらの塩が単独で用いられて いる従来の脱インク方法に比較して、親水性フレキソ印刷用インクがかなりの量 で含まれているパルプを処理した物の白色度が有意に向上すると共に残存インク 含有量が低くなる。発明の詳細な説明 本発明の脱インク手順は、印刷物、特にインクが１００％に及んでフレキソ印 刷用インクであってもよい廃棄新聞紙から親水性を示す非常に微細なインク（フ レキソ印刷用インク）を除去する浮選段階を用いることを伴う。この再生利用す べき印刷物の少なくとも約７．５重量％、好適には少なくとも約２０重量％、よ り好適には少なくとも約３０重量％が約５μｍ以下の粒子サイズを有する親水性 フレキソ印刷用インクで印刷されている時（この量が１００重量％に及んでも） 、本発明の利点が明確に明らかになる。本発明の必要性および本発明で得られる 利点は、この印刷物のフレキソ印刷用インク含有量が高くなるにつれて益々明ら かになる。 より詳細には、この脱インク用調合物の第一成分は、式Ｒ¹ＣＯＯ−Ｍ［式中 、Ｒ¹は約７から約４８個の炭素原子を有する線状、分枝または環状アルキルま たはアルケニル基であり、そしてＭは、水素または対イオン、例えばＮａ、Ｋ、 Ｃａ、ＮＨ₄またはＮＨ_x(ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ)_y（ここで、ｘおよびｙは各々０から ４の整数であって全体で４である）などである］で表される脂肪酸またはそれの 塩である。最も通常には、経済的理由で、天然油、例えば魚油、なたね油、獣脂 油、トール油、大 豆油、綿実油、やし油などから誘導される約１２から２４個の炭素原子を有する 脂肪酸またはそれの塩の混合物形態でこの材料を用いる。上記脂肪酸、塩類およ び混合物は商業的に入手可能であるか或は公知技術で製造可能である。この脂肪 酸は主にインク粒子を凝集させる機能を果す。パルプ化中か或は該スラリーを浮 選段階に導く時の水系パルプスラリーにこの脂肪酸または塩を加える。本明細書 では、脂肪酸を例えばカルシウムなどと予め反応させることで塩を生じさせたも のを包含させる目的で「脂肪酸」を用い、これを水系塩乳液または分散液として 使用する。 第二成分は、式Ｒ²ＣＯＯ−Ｍ［式中、Ｒ²は、アルキル化されている炭素原子 数が約２０の不飽和三環状縮合環であり、そしてＭは、水素または対イオンであ る］で表されるロジン酸またはそれの塩である。ロジン酸は、一般に、天然源、 例えばウッドロジン、ゴムロジン、トール油などから混合物の状態で誘導される 。本明細書の使用目的でこのロジン酸を個々の酸に分割することも可能であるが 、このようにしても何ら利点が得られないことを確認した。２つの主要なロジン 酸はアビエチン酸とピマール酸である。このロジン酸の給源として、好適には、 トール油か或は部分脱ロジン化（ｄｅｒｏｓｉｎａｔｅｄ）トール油酸（これの ロジン含有量は約５から３０重量％である）を用いる。 第三成分はアニオン系もしくはノニオン系界面活性剤である。本明細書では、 上記ロジン酸を水中に分散させる能力を有することを条件として、如何なるアニ オン系もしくはノニオン系界面活性剤も使用可能である。好適には、この界面活 性剤はノニオン系界面活性剤である。最も好適には、このノニオン系界面活性剤 は、一般式： Ｒ−Ｏ−［(ＡＯ)_n−Ｒ⁰］_m ［式中、 ＡＯは、２から約４個の炭素原子を有するオキシアルキレン基であるか或はラン ダムまたはブロック形態における上記基の混合物であり、Ｒは、（ａ）約７から 約２４個の炭素原子を有する線状および分枝アルキルおよびアルケニル基、（ｂ ）Ｒ³ＣＯ−（ここで、Ｒ³は約７から約２４個の炭素原子を有する線状もしくは 分枝アルキルもしくはアルケニル基である）、（ｃ）（Ｒ⁴）_aＣ₆Ｈ_5-a−（ここ で、Ｒ⁴は線状もしくは分枝Ｃ₇−Ｃ₁₈アルキルおよびアルケニルでありそして「 ａ」は１から３の整数である）、（ｄ）約２から６個の炭素原子を有する線状、 分枝および環状脂肪族ポリオールから誘導される基、および（ｅ）約８から４２ 個の炭素原子を有する線状、分枝および環状脂肪族二酸から誘導される基、から 成る群から選択され、 Ｒ⁰は、Ｈ、Ｒ³およびＲ³ＣＯから成る群から選択され、 ｎは、約４から約２５０の数であり、そして ｍは、約１から６の整数である］ で表され得るノニオン系アルコキシル化界面活性剤である。 適切なポリオール類には、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール 、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、グリセロール、トリメチロー ルプロパン、トリメチロールエテン、１，２，４−ブタントリオール、１，２， ６−ヘキサントリオール、１，１，１−トリメチロールヘキサン、ペンタエリス リトール、ジグリセロールおよびソルビトールなどが含まれる。適切な二酸には 例えばオクタン二酸（スベリン酸）、ノナン二酸（アゼライン酸）、ヘキサデカ ン二酸（タプシック（ｔｈａｐｓｉｃ））、オクタデカン二酸およびヘンエイコ サン二酸 （日本酸）などが含まれる。 このノニオン系界面活性剤成分は２種以上のエトキシル化および／またはプロ ポキシル化材料から成る混合物を含み得る。現在のところ好適なノニオン系界面 活性剤には、モノ−およびジグリセリド類または天然に存在する脂肪酸をエトキ シル化および／またはプロポキシル化したものを基とする界面活性剤が含まれる 。特に好適なノニオン系界面活性剤は、獣脂の如き脂肪と水酸化カリウム、グリ セロール、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドとを反応させること で誘導される混合物、例えば米国特許第４，９６４，９４９号および５，１００ ，５７４号に記述されている混合物などであり、これは主要成分として、下記の 構造： ［ここで、 Ｒ⁵は、脂肪、例えば獣脂などから誘導されるアルキル基であり、そして Ｒ⁶は、ＨまたはＲ³ＣＯである］ の各々を含む。このノニオン系界面活性剤は、一般に、スラリー内で紙繊維の浸 透剤として機能すると共にインク粒子がパルプ繊維に再付着しないようにこのイ ンク粒子を安定化する。一般に、このノニオン系界面活性剤成分は商業的に入手 可能であるか或は本分野でよく知られている技術で製造可能である。 本発明で一般的に用いる脱インク用添加剤の全量は約０．２５から約 １．５、好適には約０．４から１重量％である。該脂肪酸またはそれの塩を約６ ０から９０重量％にし、該ロジン酸を約３から３０重量％にし、そして該界面活 性剤を約２から約３５重量％にし、ここで、これらは使用する全脱インク用添加 剤を基準にしている。該ロジン酸：界面活性剤の好適な重量比は約１２：１から 約１：５、より好適には約８：１から約１：１である。更により好適には、該脂 肪酸を該脱インク用添加剤の約６５から８５重量％にし、該ロジン酸を約１０か ら２５重量％にし、そして該界面活性剤を約３から２０重量％にする。 このロジン酸と該界面活性剤の組み合わせは、親水性を示す非常に微細なフレ キソ印刷用インク粒子がより有効に凝集して浮選方法で有効な除去を受け得る粒 子が生じるのを容易にすると共に助長する。印刷物の少なくとも約７．５％が親 水性フレキソ印刷用インクで印刷されている印刷物から調製したフィルターパッ ド（ｆｉｌｔｅｒ ｐａｄ）の白色度を少なくとも約２％高めるか或は時間の関 数として浮選セルにおけるインク除去率を高める（両方とも脂肪酸単独に比較し て）に充分な全量で、この組み合わせを用いる。 本発明の脱インク技術は、Ｃａ⁺²が約８０から約５００ｐｐｍの範囲の水硬度 レベルで使用可能である。この水の硬度を好適には約１００から約４００ｐｐｍ のＣａ⁺²にする、と言うのは、一般に本添加剤は、特に上記範囲の下限で、望ま しくない堆積物が生じるのを最小限にするに充分な能力を示すからである。脂肪 酸を水系の塩乳液または分散液の形態で用いる場合、この水に硬度を含める必要 はない。 本発明の脱インク手順は、親水性を示す非常に微細な、即ち粒子サイズが＜約 ５μｍのフレキソ印刷用インクを印刷物から除去する浮選段階 を用いることを伴う。この方法は、一般に、この脱インク用添加剤を標準的なパ ルプ化段階に添加することで始まり、ここでは、印刷されている廃棄紙（バージ ンのウッドパルプとしばしば組み合わせる）を撹拌システム付き反応槽内で水が 入っているアルカリ性媒体中で処理する。上記のように生じさせた水系懸濁液に はパルプ繊維、インク、被覆材、無機充填材などが約３から１８重量％の量で入 っており、これのｐＨを約７．５から１１に維持する。このパルパー（ｐｕｌｐ ｅｒ）で用いる典型的なパルプ化用化学品にはＮａＯＨおよび過酸化水素などの 如き化学品が含まれる。このパルパーにはまた、ケイ酸ナトリウム、金属キレー ト剤、例えばジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）など、および塩化カ ルシウムも添加可能である。本発明の方法に従い、一般的には、このパルプ化段 階中にこの添加剤を該パルパーに直接加えるが、この脱インク用添加剤の一部の 添加を差し控えて、浮選前に添加してもよい。 本発明の添加剤組み合わせを添加する結果として、親水性を示すインク粒子は 、その再生利用印刷物から放出され、凝集して、より大きな粒子を生じる。この スラリーがパルパーを出た後、これを固体量が約１重量％になるように希釈して 浮選脱インク装置に移す。その後、この浮選装置に空気を導入することで、その 希釈したパルプスラリーの激しい混合を生じさせる。次に、この凝集した親水性 を示す微細インク粒子に空気泡が付着し、そしてこの泡は、その凝集した粒子を その浮選装置の表面に運んでその上にフロスを形成する。このインクが豊富なフ ロスを、脱インク技術でよく知られている通常様式のいずれかでその表面から除 去する。このフロスは、その浮選装置内では、堅い気泡サイズの混合物である。 このフロスは、この浮選セルを出て空気泡の連続供給を受ける と迅速に崩壊し、その結果、その生じるインク含有液は容易に除去されて処分前 の廃棄処理に送り込まれ得る。本３成分系脱インクシステムの特別な利点は、浮 選が約１０分以内、通常約８分以内、より通常には約６分またはそれ以内に完了 し得る点であり、そして多数の（例えば３または４個の）浮選セルを直列で用い ると、セル当たりの時間が３分またはそれ以内になり得る点である。 この浮選脱インク手順後、容易に入手可能でありそして幅広く普及していて商 業的に用いられている通常の装置を用いて、固体含有量が約６から１２重量％に なるようにそのパルプスラリーを濃密にして洗浄する。この洗浄で得られる濾液 を典型的には溶存空気浮選（ＤＡＦ）浄化装置で処理してインク、充填材、繊維 微細物および他の懸濁固体を除去することにより、その濾水を次の脱インク手順 における使用で再利用することができるようにする。通常、その懸濁している固 体を凝集および／または浮遊させて除去する目的で、この溶存空気浮選浄化装置 に入れる前の濾液にか或はその中にカチオン系および／またはアニオン系ポリマ ーを添加する。 本明細書で説明する基本的な脱インク手順の修飾形および変形が数多く提案さ れておりそして／または商業的に用いられており、本発明の方法はそのような手 順に適用可能である。本明細書で説明する簡単なシステムは説明の目的でのみ用 いるものであり、これを本発明の範囲の制限に入れることを意味しない。パルプ 化方法は連続方法またはバッチ式のどちらかで実施可能であり、新聞紙、雑誌、 印刷された厚紙および色付き印刷物を含む如何なる種類の印刷物を用いることで も優れた結果が得られる。上記パルプ化を受けさせる繊維の約１０から１００重 量％の量 で再利用紙を存在させるようにこれを本方法に供給する。この方法で用いる装置 は、容易に入手可能であって幅広く普及して用いられている通常の装置である。 本発明の脱インク用組成物は、水溶性を示す親水性フレキソ印刷用インクが多 い量で入っている印刷された印刷物の脱インクに関して、従来技術に比較してい くつかの利点を有する。具体的には、この方法を用いると、浮選後に実現化され る白色度が有意に高くなると共にパルプ内の残存インク含有量が低くなる。また 、このロジン／界面活性剤組み合わせを添加すると泡の体積と高さが上昇する。 また、この組成物に含める脂肪酸成分の用量率を、通常方法の場合の約１−２ 重量％から、本発明の場合の約０．３５から０．７重量％にまで大きく下げるこ とができることも見い出した。この量が低いことから、脱インク用調合物の脂肪 酸成分に通常関連したスケールおよび堆積物問題が起こる可能性が有意に低下す る。 通常の脂肪酸脱インクに比較して本発明の脱インク用組成物が有する利点を以 下の実施例で説明し、ここで、全ての部およびパーセントは特に明記しない限り 重量である。ＴＡＰＰＩ試験方法Ｔ ２１８ ｏｍ−８３に指定されているよう にみょうばんを用いて全ての白色度用フィルターパッドの製造を行った。必要に 応じて、固体量が１重量％になるようにパルプサンプルを最初に水道水で希釈し た後、各サンプルに１０％みょうばん溶液を２ｍＬ加え、Ａｈｌｓｔｒｏｍグレ ード６３１−２５濾紙を用いたブフナー漏斗上でこのスラリーを濃密にした。白 色度測定を行う前にこのフィルターパッドを空気乾燥させた。ＡＣＳ Ｓｐｅｃ ｔｒｏｓｅｎｓｏｒ ＩＩ分光光度計を用いて全ての白色度データを得 て、ＴＡＰＰＩ ４５２白色度として報告した。この白色度データは、そのフィ ルターパッドから反射して分光光度計で記録される４５７ナノメートルの波長を 有する光のパーセントを表している。 実施例１ ２０％がＯＭＧ（古い雑誌）で８０％がＯＮＰ（古い新聞紙）（２５％がフレ キソ印刷）の混合物を乾燥状態で裂いて完全混合することでマスターバッチを生 じさせる。この混合物の２００ｇを３，８００ｇの水（４０℃）および通常のパ ルプ化用添加剤（ＮａＯＨを１％、Ｎａ₂ＳｉＯ₃を２％、そしてＨ₂Ｏ₂を０．７ ％）と一緒に実験室用パルパーに入れて最終コンシステンシー（ｃｏｎｓｉｓｔ ｅｎｃｙ）を５％にする。シリンジを用い、以下の表Ｉに示す脱インク用添加剤 を、上記パルパーに加えた紙の乾燥重量を基準にした１００％有効基準で計算し て０．７％の全用量率で加える。この脂肪酸は脂肪酸石鹸（獣脂脂肪酸のナトリ ウム塩）（Ｈｉｇｈ Ｐｏｉｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ から入手可能なＤＩ−２８０）である。このロジン酸は、トール油から誘導され そしてロジン酸を約９１．５％およびトール油脂肪酸を約４％含有している上記 酸の市販混合物である（Ｗｅｓｔｖａｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから得られるＷ ｅｓｔｖａｃｏ Ｒ−２４ロジン）。この界面活性剤は、獣脂のモノ−およびジ グリセリドの混合物をアルコキシル化したものが主に入っているノニオン系界面 活性剤（Ｈｉｇｈ Ｐｏｉｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎか ら入手可能なＤＩ−６００）である。この組成物のパルプ化を各々１０分間行う 。固体量が１％になるように水を添加してその内容物を希釈した後、脱インク前 のパルプが示す白色度を測定するためのフィルターパッドを作成 する（「浮選前」の白色度を「Ｆｂ」と識別）。 次に、この１％ストックスラリーの５，０００ｇを実験室用浮選セルの中に入 れ、Ｃａ⁺²として加える水硬度を２００ｐｐｍにし、そしてこのセルを、１分当 たり４．５リットルの空気流を用いて６分間運転する。表面に集められたフロス を周期的に取り出して、その泡状物の高さを測定する。６分後、この浮選セルに 送り込む空気流を停止して運転を終了する。脱インクされたパルプの白色度を測 定するための２番目のフィルターパッドを作成する（「浮選脱インク後」の白色 度を「Ｆａ」と識別）。 その残りの１％スラリーを８０Ｕ．Ｓ．メッシュふるいで濃密にして１０％に することにより、洗浄方法を模擬し、３番目のフィルターパッドを作成する（「 洗浄した後」の白色度を「Ｗａ」と識別）。 評価した比較および本発明の範囲内に入る脱インク用組成物両方およびこれら に関して得られる結果を表Ｉに示す。 表Ｉの結果は、２０％が親水性フレキソ印刷用インクで印刷された印刷物を用 いた場合、１００％脂肪酸使用とこの脂肪酸の一部をロジン酸で置き換えた時と の間の浮選脱インク性能の差はほとんどないことを示している。しかしながら、 この脂肪酸の一部をロジン酸と界面活性剤の組み合わせで置き換えると、その結 果として得られるフィルターパッドの白色度は大きく向上する。また、３種添加 剤全部を用いた場合、そのロジン酸含有量が高すぎると、即ち４０．５％にまで 高めると、これを低レベルで用いた時ほど脱インク性能が良好でないことは明ら かである。 実施例２ 実施例１の基本的手順を繰り返したが、ここでは、親水性フレキソ印刷用イン クが入っている印刷物の量を変化させる一方、本発明の組成物［８２％が獣脂を 基とする脂肪酸石鹸であり、１０％がロジン酸であり、そして８％がノニオン系 界面活性剤（ＤＩ−６００）である］が示す性能を１００％獣脂を基とする脂肪 酸石鹸が示す性能と比較する。廃棄紙を１００％ＯＮＰにする。水硬度を３５０ ｐｐｍのＣａ⁺²にする。その試験結果を表ＩＩに示し、ここでは、フレキソ印刷 用親水性インクのレベルを高くするにつれて本発明の組成物を用いた時にフィル ターパッドが白くなる度合（Ｆａ−Ｆｂ）と脂肪酸単独を用いた時に白くなる度 合との間の差が大きくなることが分かる。また、本発明を用いた時に得られる白 色度絶対値も、フレキソ印刷用インク含有量が高くなるにつれて、脂肪酸単独に 比較して大きく向上する。 実施例３ パルプ化に続いて浮選を行う実施例２と同じ基本的手順を用い、下記の脱イン ク用システム間で比較を行う：脂肪酸を８１．５％、ロジン酸を１２．５％およ びノニオン系界面活性剤（ＤＩ−６００）を６％含む組成物と、脂肪酸単独。フ レキソ印刷用親水性インクが入っている印刷物のレベルを変化させそして水硬度 を１５０ｐｐｍのＣａ⁺²にして、浮選脱インク過程を実施する。表ＩＩＩに示す 結果は、廃棄紙内の親水性インク含有量を高めるにつれて本発明の脱インク用添 加剤組成物の利点が高まることを示している。 実施例４ フレキソ印刷用インクが入っている印刷物の脱インクでかなりの結果を与える と報告されている市販組成物が示す性能と本発明の浮選脱インク用組成物が示す 性能を比較する目的。３３．３％が雑誌で３３．３％が古い新聞紙で３３．３％ がフレキソ印刷用インクで印刷された印刷物である混合物を用いて実施例１の基 本的手順を繰り返す。この廃棄紙を乾燥状態で裂いた後、水およびＮａＯＨ（１ ．５％）、Ｎａ₂ＳｉＯ₃（２％）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ ）（０．３％）およびＨ₂Ｏ₂（１．０％）と一緒にパイロットプラントパルパー に入れた。本発明の脱インク用添加剤は、７０．１％が獣脂を基とする脂肪酸石 鹸であり、２５．９％がロジン酸であり、そして６％がノニオン系界面活性剤（ ＤＩ−６００）である。比較の浮選脱インク用添加剤はＬｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｃ ａｌｓ Ｉｎｃ．のＬｉｏｎｓｏｒｂ ９５１であり、これはフレキソ印刷用イ ンクが入っている印刷物の浮選脱インクで用いることが意図されている。その結 果を表ＩＶに示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フエレ，ペドロ スペイン・イー―08011バルセロナ・カレ コンセルデセント217 (72)発明者 カスタノ，ナルシソ スペイン・イー―08100モレトデルバレ ス・カレフエロカリル10 ３゜―１▲上ａ ▼ (72)発明者 ウイリアムズ，スチーブン アメリカ合衆国ノースカロライナ州27107 ウインストン―セイレム・ボツクス354・ ルート12 (72)発明者 ウルシバタ，ヒデアキ アメリカ合衆国ノースカロライナ州27262 ハイポイント・ノースポイントアベニユー 234―シー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． （１）硬度が少なくとも約８０ｐｐｍのＣａ⁺²である水と印刷物が入っ ているパルプスラリーを生じさせ、（２）このスラリーに、式Ｒ¹ＣＯＯＭ［式 中、Ｒ¹は、７から２４個の炭素原子を有する線状もしくは分枝アルキルもしく はアルケニル基であり、そしてＭは、水素または対イオンである］で表されそし て５０以下のヨウ素値を示す脂肪酸またはそれの塩を添加し、そして（３）この スラリーに浮選セル内で浮選脱インクを受けさせる、段階を実施することによる 印刷物の浮選脱インク方法であって、 （ｉ）印刷物の少なくとも７．５重量％が５μｍ以下の粒子サイズを有 する親水性フレキソ印刷用インクで印刷されている印刷物を用い、そして（ｉｉ ）該浮選脱インク前のスラリーに、（ａ）式Ｒ²ＣＯＯ−Ｍ［式中、Ｒ²は、アル キル化されている炭素原子数が２０の不飽和三環状縮合環であり、そしてＭは、 水素または対イオンである］で表されるロジン酸またはそれの塩、および（ｂ） 該ロジン酸を水に分散させるノニオン系またはアニオン系界面活性剤を添加する が、ここで、上記ロジン酸と界面活性剤を１２：１から１：５のロジン酸：界面 活性剤重量比の範囲内で添加することを特徴とする方法。 ２． 該ロジン酸をウッドロジン、ゴムロジンまたはトール油から誘導する請 求の範囲第１項の方法。 ３． 該ロジン酸の給源としてトール油酸または部分脱ロジン化トール油酸を 用いる請求の範囲第２項の方法。 ４． 該ロジン酸がアビエチン酸とピマール酸の混合物を含む請求の範囲第１ から３項いずれかの方法。 ５． 該界面活性剤が、天然に存在している脂肪酸のモノ−および／またはジ −グリセリドをアルコキシル化したものから誘導されるノニオン系界面活性剤で ある請求の範囲第１から４項いずれかの方法。 ６． 該ノニオン系界面活性剤が、 ［ここで、Ｒ⁵は、天然脂肪から誘導されるアルキル基であり、Ｒ⁶は、Ｈまたは Ｒ³ＣＯであり、そしてＡＯは、２から４個の炭素原子を有するアルキレンオキ サイド基である］ の混合物を含む請求の範囲第５項の方法。 ７． 該ノニオン系界面活性剤を、該浮選脱インクで空気を流し始める前の該 スラリーに添加する請求の範囲第１から６項いずれかの方法。 ８． 該脂肪酸またはそれの塩が、魚油、なたね油、獣脂油、トール油、大豆 油、綿実油およびやし油から選択される天然油から誘導される混合物である請求 の範囲第１から７項いずれかの方法。 ９． 該脂肪酸とロジン酸と界面活性剤を該印刷物の重量を基準にして０．３ から１．５重量％の全量で用いる請求の範囲第１から８項いずれかの方法。 １０． 各々、該脂肪酸が該全量の６０から９０重量％であり、該ロジン酸が ３から３０重量％であり、そして該界面活性剤が２から２５重量％である請求の 範囲第９項の方法。 １１． 該ロジン酸またはそれの塩が少なくとも１２５のヨウ素値を示す請求 の範囲第１から１０項の方法。 １２． 該ロジン酸が、ウッドロジン、ゴムロジンまたはトール油から選択さ れるロジンを部分脱ロジン化したものである請求の範囲第１から１１項の方法。 １３． 該ロジンのロジン酸含有量を元の量の５から３０重量％にまで下げる 請求の範囲第１２項の方法。