KR20020045457A - 폐지의 오염제거 - Google Patents

Abstract

폐지를 재펄프화하여 슬러리를 형성시키는 단계, 고밀도화제와 응집제를 슬러리에 가하는 단계, 및 슬러리를 원추형 클리너로 처리하여 잉크/점착물을 제거하는 단계에 의해 비충격 잉크 및 점착성 오염물질을 함유하는 폐지로부터 비충격 잉크 및 점착성 오염물질을 제거하는 향상된 방법이 개시된다. 고밀도화제 및 응집제는 동시에 첨가하거나 또는 고밀도화제를 응집제보다 먼저 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 주위온도 이상의 온도에서, 중성 내지 알칼리성 pH에서, 및 펄프 점조도(18% 이하)에서 실시될 수 있다. 고밀도화제의 첨가와 응집, 이어서 재펄프화된 폐지를 원추형 클리너로 통과시키는 것은 슬러리를 상기 전처리 없이 또는 단지 고밀도화제로만 또는 단지 응집제로만 처리하여 원추형 클리너로 통과시키는 것에 대해 잉크제거를 향상시킨다. 또한, 그 방법은 종래의 방법에서 스크리닝, 부상분리, 원심분리 클리닝, 세척, 및 경사분리가 있는 또는 없는 침전에 의한 잉크 제거와 같은 복사 프린트된 페이퍼로부터 잉크를 제거하기 위한 추가단계로서 사용될 수 있다. 고밀도화제가 마그네타이트일때, 방법은 추가단계로서 자기적 제거를 사용할 수 있다.

Description

폐지의 오염제거{DECONTAMINATION OF WASTE PAPERS}

본 발명은 폐지(이차섬유)의 오염제거 방법에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는, 본 발명은 재생의 목적을 위해서 비충격 잉크 및/또는 점착물로 오염된 이차 섬유를 고밀도화제 및 응집제를 폐지 섬유 슬러리로 도입하고, 이어서 슬러리를 원심분리 클리너로 통과시킴으로써 클리닝 하는 방법에 관한 것이다.

관련 기술의 설명

또한 이차 섬유로도 알려진 폐지는 제지분야에서 원료 섬유재료의 공급원으로 오랫동안 이용되어왔다. 폐지재료는 잉크, 염색제, 형광 표백제, 및 "점착물"(접착제, 바인더, 플라스틱 필름, 코팅제, 왁스 등을 포함하는 점착성 또는 끈적끈적한 오염물질)을 포함하는 하나 이상의 오염물질을 일정하게 함유한다. 분류된 폐지는 이들 대부분의 오염된 페이퍼를 제거시켜 좀더 높고 비싼 등급의 폐지로 된다. 여러 형태의 페이퍼 제품에서 이차 섬유 이용의 증가는 페이퍼 제조업자로 하여금 낮은 등급의 폐지(즉, 분류되지 않은 폐지)를 가공할 필요가 있게한다. 제지분야에 있어서 이차 섬유와 순 펄프의 통합이 허용되도록 오염물질을 제거하는 다양한 방법이 채택되어 왔으나, 그러한 낮은 등급의 퍼니시는 고품질의 폐지보다 좀더 잡다한 요소로 이루어져 있으며 오염물질을 좀더 함유한다. 종래의 처리방법은 분류되지 않은 폐지의 상당 퍼센트의 통합을 허용하기에 충분하지 않을 수 있다.

재생 섬유를 가공하기 위한 현재의 접근은 재펄프화(섬유의 슬러싱 및 섬유로부터의 잉크/오염물질의 부분 탈착), 조악한 스크리닝 및 정교한 스크리닝(크기 및 모양에 의해 오염물질로부터 섬유를 분리하는 것), 원심분리 클리닝(섬유에 대해 서로 다른 밀도에 의한 분리), 부상분리(탈착된 잉크/오염물질의 공기방울로의 바람직한 흡착에 의한 분리), 세척(섬유를 통과하는 물의 상대적 흐름에 의한 섬유로부터의 작은 반출입자의 분리), 및 분산(기계적 작용에 의한 잉크/오염물질의 크기의 감소)으로서 분류될 수 있다. 이들 각각의 공정에서 섬유로부터 입자를 분리하기 위한 최적의 입자 크기 범위가 있다. 잉크제거 펄프에 대한 특별한 청결요구에 따라, 전형적으로 대하게 되는 입자들의 크기범위를 커버하는데 이들 대부분의 공정 또는 모든 공정을 조합한다. 세척 및 부상분리 공정은 모두 계면의 적절한 사용에 의존한다. 계면활성제 분자의 친수성 대 소수성 부분의 상대 강도 및 크기에의존하여, 계면활성제는 잉크 및 다른 오염입자들의 주위를 둘러쌀 것이고, 입자를 세척의 목적에 대해서는 친수성으로 또는 부상분리에 대해서는 좀더 소수성이 되게 한다. 세척 계면활성제와 부상분리 계면활성제의 반대되는 성질은 부상분리/세척 시스템의 조합에 문제를 일으킬 수 있다.

특정의 폐지 오염물질에 대한 특정의 제거방법이 개시되어 있다:

미국특허번호 5,211,809는 조절된 pH 조건에서 산소를 사용하는 시퀀스를 과산화물, 오존, 및/또는 히드로술파이트의 조합물로 처리할때 비염소계 표백제로 이차펄프의 염료로부터 색을 제거하는 방법이 개시되어 있다.

미국특허번호 5,213,661은 이차 펄프에서 점착물의 점착도를 감소시키기 위해 산소를 사용하고, 선택적으로는 최적 점착물질을 조절하기 위해 알칼리 및/또는 탈점착제와 함께 산소를 사용하는 방법을 개시한다. 미국특허번호 5,080,759는 수용성 유기티타늄 화합물을 점착성 오염물질의 점착도 및 접착 특성을 감소시키기 위해 이차섬유를 함유하는 제지공정의 워터 시스템으로 도입하는 방법을 개시하고 있다.

또한, 공개된 일본특허출원번호 HEI 3[1991]-199477은 상기 사용된 페이퍼의 분산 슬러리로 오존을 도입함으로써 형광 백색 페이퍼 또는 착색 페이퍼 또는 둘다중 어느 하나를 포함하는 사용된 페이퍼의 재생방법을 개시하고 있다.

오염물질(잉크/점착물) 제거 전략의 유효성은 보통 TAPPI 오염물 수(큰 스펙을 정량화하기 위한 것), 휘도 읽음, 및 이미지 분석의 조합에 의해 결정된다. 이미지 분석은 핸드시트 또는 페이퍼의 조각의 표면의 이미지화를 포함하며, 이어서컴퓨터에 의해 이 이미지를 디지털화 한다. 해상도는 입자가 정밀하게 표현되도록 커버해야 하는 픽셀의 최소숫자를 명기함으로써 설정된다. 분석으로부터의 결과는 페이퍼 샘플의 표면에 분석 가능한 크기를 넘어서는 오염입자의 총 면적으로 나타낸다. 입자에 대한 가시성의 한계약 40 마이크로미터이다. 프린트 등급에 대한 표준한계는 5ppm 미만이다.

염료, 표백제, 및 점착물과 같은 폐지 오염물질이 재생시 실질적인 문제로 존재한다 하더라도, 가장 일반적인 제거의 문제는 잉크에 대한 것이다. 프린트 잉크는 충격 및 비충격 잉크로서 넓게 분류되어 왔다.

충격잉크는 활판인쇄, 플렉소인쇄, 및 석판인쇄와 같은 종래의 프린트공정에 사용된다. 이들 잉크는 페이퍼위에 눌려지거나 또는 놓여지며 페이퍼와 융합되지는 않는다. 그것들은 일반적으로 오일계 알칼리 수성 매개물에 현탁된 안료로 이루어져 있다. 페이퍼 산업은 세척 및/또는 부상분리 형태의 시스템을 사용하여 수년동안 충격잉크를 함유하는 페이퍼의 잉크를 성공적으로 제거해왔다.

또한, 미국 특허 번호 4,381,969는 과산화수소와 같은 과산화물 화합물을 함유하는 수성 알칼리 용액의 존재에서 폐지를 재펄프화함으로써 잉크와 같은 캡슐에 싸인 성분을 함유하는 폐지를 혼합하는 방법을 개시하고 있다.

잉크제거 방법을 개시하는 다른 특허들은 다음을 포함한다:

미국특허번호 4,013,505 "프린트된 폐지의 잉크제거방법";

미국특허번호 4,076,578 "폐지로부터의 잉크제거";

미국특허번호 4,147,616 "프린트된 폐지의 잉크제거장치";

미국특허번호 4,780,179 "프린트된 비선택 폐지로부터의 펄프제조방법";

미국특허번호 5,151,155 "유기적으로 변경된 스멕타이트 점토로 폐지의 잉크를 제거하는 방법";

미국특허번호 5,221,433 "OH 기와 산화 알킬렌을 함유하는 카르복실산의 알콕시화 제품을 사용하는 폐지의 잉크제거방법";

미국특허번호 5,225,046 "폐지의 잉크제거방법";

미국특허번호 5,227,0'9 "폐지의 잉크제거방법";

미국특허번호 5,228,953 "폴리글리콜 및 포스포릭 에스테르 혼합물을 사용하는 폐지의 잉크제거방법" 및 ;

미국특허번호 5,238,538 "직류 전기장의 인가에 의한 재생 섬유의 잉크제거방법".

그러나, 이차섬유량의 증가는 전자사진기술(예를 들면, 제록스 복사) 및 레이저 프린트와 같은 복사 프린트 공정에 영향을 받는 페이퍼로부터 발생된다. 이들 프린트 방법은 비충격잉크를 채택한다. 비충격잉크는 안료 및 열가소성 수지를 포함하고 있다. 수지는 시트 및 다른 안료 입자에 안료를 융화시키는 결합제이다. 비충격 잉크에 채택된 안료는 철계 또는 비철계(예를 들면, 탄소계)로서 분류될 수 있다. 수지 중합체는 가교결합되고 화학적 및 기계적 작용에 저항하며, 종래의 잉크제거 공정에 의한 잉크제거가 어려운 비충격 인쇄물을 만든다. 일단 섬유로부터 탈착되면 토너 잉크 입자는 부상분리 또는 세척에 의해 효과적으로 다루어질 수 있는 것보다 더 크고 클리너와 스크린에 의해 제거되기에는 너무 작은 크기가 되는경향이 있다. 복사형 잉크를 한정적으로 제거하기 위한 다양한 접근방법이 아래와 같이 개시되어 있다: 즉,

미국특허번호 4,276,118, "사용된 전자사진복사지의 잉크제거"

미국특허번호 4,561,933, "제록스복사 잉크제거"

미국특허번호 5,141,598, "드라이 토너 정전기 프린트 폐지의 잉크제거를 위한 방법 및 조성물"

미국특허번호 5,217,573, "재생 페이퍼로부터 레이저 프린터 및 제록스복사 잉크의 제거".

종래의 잉크제거방법은 복사형(비충격) 잉크의 제거를 돕기위해 높은 에너지 투입이 필요하며 첨가제 또는 용매를 사용할 필요가 있다. 보통 상당한 섬유 손실이 잉크제거에 따라 발생한다. 더 높은 등급의 밝은 페이퍼로 재생하기 위해 이러한 종류의 페이퍼를 경제적으로 채택하기 위해서는, 섬유를 보유하는 동안 잉크를 제거하는 방법이 필요하다. 불행히도, 비충격 잉크를 제거하는데 사용될때 공지의 잉크 제거방법은 아래의 일반적인 단점들을 가지고 있다:

- 높은 섬유손실(20-25%)

- 높은 고체 폐기물

- 높은 자본 비용(거대한 필수적 장치에 기인함)

- 낮은 잉크 제거 효율

상기 페이퍼를 종래의 세척 및 부상분리방법에 의해 잉크를 제거하는데 어렵게 만드는 재생 비충격 인쇄물로부터 융화된 제록스복사 및 레이저 잉크의 중합 특성은 재펄프화시에 탈착된 레이저 잉크 입자의 상당부분이 0.000150 마이크로미터 (150 미크론)보다 크게 되며, 그러므로 세척 및 부상분리 시스템에 의해 효과적으로 제거되지 않게 되는 것이다. 개개 입자의 모양은 일반적으로 평평하며 물보다 약간 작은 밀도를 가진 접시모양을 갖고 있으며, 그래서 원심분리 클리닝 또한 매우 유효하지는 않다. 그것들의 비교적 작은 크기에 더하여, 그것들의 모양은 스크린 및 클리너에서의 제거 어려움을 야기시킨다(단지 좀더 큰 입자가 효과적으로 분리될 것이다). 분산(정제를 통한)이 잉크입자의 크기를 감소시켜 세척에 의해 좀더 효율적인 제거를 제공할 수 있으나, 상기 정제는 에너지 집약적이며, 그것은 페이퍼 장치에서 재생된 섬유의 사용에서 고유한 배출문제를 증가시킨다.

이 문제에 대한 화학적 접근은 표준 포워드 클리너에서 그것들의 제거를 허용하기 위해 레이저 잉크를 화학적으로 변형시켜왔다. 그 공정은 접시 모양부터 구형 모양까지 입자의 형태를 변형시키며, 구의 밀도는 1.0 부터 1.0g/cc를 약간 넘는 범위의 값까지 증가된다. 형태의 변형 및 증가된 밀도는 종래의 포워드 클리너에 의해 이들 잉크의 제거를 향상시킨다. 이러한 화학적 접근의 단점은 화학적 고밀도화 및 제거를 피하는 높은 수준의 작은 잉크 입자와 함께 잉크제거 효율이 95-97%의 범위에 있다는 것이다.

복사 잉크 제거를 위한 종래의 잉크 제거방법의 상기한 단점을 극복하기 위한 새로운 접근이 1996. 6. 18에 공개되어 있으며 즉시출원된 미국특허번호 5,527,426에 제공되어 있다. 전매 특허권 소유자는 철계 잉크 뿐만 아니라 비철계 잉크가 자기적으로 제거될 수 있도록 재펄프화된 슬러리에 마그네타이트 및 집괴암을 가하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 공업적 자석은 대부분의 페이퍼 밀에서 표준 장치가 아니다; 그래서 좀더 바람직한 잉크 오염제거 방법은 종래의 페이퍼 밀 장치에 의존하는 것이다.

제록스 복사 잉크와 같은 폐지 오염물질은 재생시에 실질적인 문제를 제공하지만, 점착물은 자기적이든 또는 비자기적이든 충격잉크와 비충격잉크 모두와 비교되는 그것의 비자기적 특성 및 서로 다른 화학적 및 물리적 특성(예를 들면, 높은 점착도)에 기인하는 독특한 문제들을 제공한다. 페이퍼 재생시 열용해 접착제, 라텍스, 압력 민감성 접착제, 및 왁스 등의 점착성 오염물질은 제지업자에게 상당한 문제를 일으킨다. 수용할 수 없는 양으로 존재할때, 점착물은 제지기계 작동 및 제품품질에 문제를 일으킬 수 있다. 이러한 문제는 선행기술에 의해 최근 지적되어왔다.

1997년 6월 17일에 공개되고 즉시출원된 미국특허번호 5,639,346에서, 전매특허권 소유자는 슬러리를 자기장에 통과시킴으로써 응집된 마그네타이트 점착물 입자의 제거를 용이하게 하기위해 마그네타이트 및 집괴암의 도입에 의한 점착물의 자기적 제거방법을 개시하고 있다. 그러한 해법은 다시 추가의 비표준 페이퍼 밀 장치를 필요로한다.

본 출원의 목적은 철계 또는 비철계의 잉크 오염물질, 또는 점착성 오염물질, 또는 둘다를 함유하는 폐지에대해 출원의 신규한 오염제거방법을 제공하는 것이다. 종래의 장치에 단지 의존하는 잉크제거방법을 제공하는 것이 본 출원 발명의 또 다른 목적이다. 특히, 비충격 프린트 잉크 또는 점착물 또는 둘다를 제거하는데있어서 향상된 효율의 원심분리 클리닝 방법을 제공하는 것이 본 출원의 목적이다.

발명의 개요

발명의 목적은 자기적인 또는 자기적이 아닌 잉크, 또는 점착물 또는 상기 오염물질 둘다로 프린트된 복사 프린트 페이퍼와 같은 비충격 잉크로 프린트된 페이퍼를 포함하는 폐지를 재펄프화하는 단계, 실리카 또는 마그네타이트와 같은 고밀도화제, 및 응집제를 펄프 슬러리에 가하여 높아진 밀도의 응집된 잉크 입자(또는 응집된 점착물 입자 또는 둘다)를 제공하는 단계, 및 처리되고 펄프화된 폐지를 원심분리 클리너로 통과시키는 단계에 의해 달성된다. 혼합된 사무 쓰레기에 거의 항상 존재하는 비충격 잉크는 그것이 점착물에 또는 비충격 잉크의 수지 성분에 붙어서 응집된 입자의 일부가 되어 있을때 또한 제거될 것이다. 재펄프화된 폐지의 고밀도화제/응집처리 및 원심분리 클리닝은 자기적 잉크제거(고밀도화제가 마그네타이트일때), 스크리닝, 부상분리, 원심분리 클리닝, 세척 및 침전 및/또는 경사분리에 의한 제거와 같은 복사 프린트된 페이퍼로부터 잉크 및/또는 점착물을 제거하는 종래의 방법에서 단독으로 또는 추가의 처리로서 실시될 수 있다.

도 1은 재펄프화된 폐지를 잉크제거하기 위한 상업적 원-포워드-패스(one-forward-pass) 클리닝 시스템을 나타내고 있다.

도 2는 투-패스 포워드(one-pass forward) 클리닝 시스템을 모의실험하기 위한 도 1의 시스템의 변형을 나타내고 있다.

도 3은 포워드 클리너를 통한 전처리된 재펄프화 슬러리의 다중패스를 제공하는 최적형태의 발명 오염제거 시스템의 개략도를 나타내고 있다.

바람직한 구체예의 설명

오염물질이 잉크 또는 점착물(또는 둘다)을 포함하는 재생 폐지 펄프로부터의 오염물질의 제거는 미세 실리카(모래) 등의 고밀도화제 또는 집괴암에 더하여 마그네타이트 등의 금속 입자물질을 재펄프화된 폐지 슬러리에 첨가하는 단계 및그 후 처리된 슬러리를 원심분리 클리너로 통과시키는 단계에 의하여 촉진된다. 발명의 방법은 응집된 입자 밀도가 처리된 폐지 슬러리를 원심분리 클리너로 통과시켜 오염물의 제거를 훨씬 강화시키기에 충분하도록 잉크/고밀도화제 입자(또는 점착물/고밀도화제 입자)가 응집하도록(대 응집된 잉크 또는 점착물 입자 단독) 응집된 잉크입자들(심지어 더 작은 입자들)내에 고밀도화제를 통합시키게 한다. 고밀도화제는 바람직하게는 1.0g/cc 보다 큰 밀도를 보인다. 좀더 바람직하게는, 2.0g/cc 보다 큰 밀도를 보일 수 있다.

펄프 슬러리에 고밀도화제 및 응집제를 동시에 가하는 것이 잉크/고밀도화 입자 응집입자(또는 점착물/고밀도화 입자 응집) 내에 고밀도화제를 포함시키지만, 상기 현상은 재펄프화된 슬러리에 고밀도화제 및 응집제를 각각 연속으로 가함으로써 더 증대될 수 있다. 그러나, 응집제가 고밀도화제에 앞서 가해지지 않는다는 것은 상기 통합의 달성에 중요하다. 이것은 후에 고밀도화제가 추가되는 초기의 집괴암 형성이 단지 응집된 입자들을 "코팅"하고 추가의 응집을 방해하며, 그러므로 집괴암 입자크기를 한정하며 사이클론 클리너에서의 제거의 목적을 방해하게 된다.

미국특허번호 5,340,439는 (1) 프린트된 페이퍼를 물과 함께 조절된 pH 및 온도조건하에서 1-20% 점조도의 슬러리로 펄프화시키는 단계, (2) 응집제를 가하는 단계, (3) 5-90분 동안 슬러리를 펄프화시키는 단계, (4) 탤크를 가하는 단계, (5) 사이클론 클리너를 사용하여 스크리닝에 의해 응집된 잉크입자를 제거시키는 단계에 의해 "페이퍼로부터 토너, 잉크 등"을 제거하는 사이클론 클리너를 사용하는 방법을 개시한다. 이 방법의 유효성에 대한 심각한 제한은 고밀도화제로서 기재된 탤크를 가하기 상당한 시간전에 응집제를 가해야만 한다는 것이다. 전매 특허권 소유자는 탤크가 응집된 입자들을 감싸고 있는 것을 개시한다. 이것이 입자의 밀도를 증가시킬 수 있지만, 가하는 순서는 엄격하게 입자크기를 제한할 수 있으며, 그것은 사이클론 클리너를 이용한 스크리닝에 의한 오염물 제거에 있어서 중요한 관심사이다. 반면에 고밀도화제 및 응집제의 동시 첨가, 또는 먼저 고밀도화제를 첨가하고 그 후 응집제를 첨가하는 연속첨가를 필요로 하는 본 발명이 응집제의 첨가시 그렇게 형성된 입자가 응집된 잉크/고밀도화제 입자 또는 응집된 점착물/고밀도화제 입자 내에 포함되도록 잉크입자 함유 수지 또는 점착물 입자에 결합하는 고밀도화제를 허용한다. 그러므로, 입자의 고밀도화제 성분은 응집 또는 다른 입자의 형성 또는 크기 증가를 더욱 억제하기 위해 감싸지 않는다.

원심분리가 화학적 공정이라기 보다는 물리적 공정이고 단지 미립자 물질만이 거기에 민감할때, 가장 효과적인 잉크 제거는 재펄프화된 섬유로부터 용융된 또는 결합된 잉크를 분리하기 위해 전처리를 포함해야만 한다. 고밀도화제/응집제 첨가, 이어서 처리된 슬러리를 원심분리 클리너로 통과시키는 발명의 사용은 다양한 레벨의 탄소계 및/또는 철계 잉크로 이루어진 점착물 및 제록스 복사 및 레이저 잉크를 함유하는 비충격 프린트 폐지에서 높은 점착물/잉크 제거 효율을 유지하도록 허용한다. 원심분리 클리너로 유입되는 고체입자는 서로다른 네가지 힘, 즉 원심력, 부력, 항력, 및 양력에 지배 받는다. 클리너의 중심으로부터 멀어져 가는 원심력을 제외하고는, 다른 모든 힘은 클리너 바디의 중심으로 힘이 가해진다. 통상적으로, 중심을 향해 움직이는 입자가 억셉트로서 수집되는 동안 중심으로부터 멀어져 가는 입자는 제거되거나 또는 거부된다. 그러므로, 다른 세가지 힘과 비교했을때 입자에 작용하는 원심력의 증가는 입자 제거를 향상시킨다.

펄프 산업에 있어서, 펄프 점조도(수분으로)는 일반적으로 높음(18% 이상), 중간(7-18%), 또는 낮음(7% 이하)으로 기재된다. 여기에 기재된 발명이 높은 점조도, 중간 점조도, 또는 낮은 점조도에서 작동할 수 있지만, 슬러리로부터의 제거를 위한 응집된 입자의 패스는 중간 점조도에서 덜 차단되며 낮은 점조도에서 가장 낮게 차단된다. 그러므로, 발명의 방법은 바람직하게는 중간 슬러리 점조도에서 조작되며 가장 바람직하게는 낮은 슬러리 점조도에서 조작된다.

아래의 실시예는 상기 처리를 기재하고 있으며 폐지 펄프 슬러리에 더하는 고밀도화제 및 응집제의 조합에 대한 평가를 제공한다.

이들 실시예는 예를 들기 위한 목적으로 제공되며 발명을 제한하도록 의도된 것은 아니다.

실시예 1

밀도 비교를 실시하기 위해 잉크의 제거가 유사하게 달성되는 것을 보장하도록, 높은 수준의 제록스 복사 및 레이저 잉크(약 70% 철계)를 함유하는 재생된 페이퍼를 10% 점조도, 10.5 pH, 및 15분 동안 65℃에서 히드라펄프화 하였다. 펄프(100 오븐건조 그램)를 (I) 응집 화학약품(종래의 접근을 모의실험하기 위한 것) 또는 약 30분 동안 약 70℃에서 British 분쇄기에서 6% 점조도의 (II) 응집 화학약품 및 마그네타이트(시험용) 혼합물로 전처리하였다. 밀도연구를 위해 제거된 잉크의 수집을 용이하게 하기위해, 전처리된 펄프를 더 희석시키고 영구자석에 의한 잉크의 제거를 실시하였다. 자석에 보유된 잉크는 각각의 전처리 상태에서 수집하였고 진공 및 무수 오산화인 하에서 건조시켰다. 밀도를 측정하기 위해 피크노미터 방법(참고액으로 미네랄 오일을 사용)을 사용하였다. 밀도의 결과를 표 1에 나타내었다.

전처리

처리조건	집괴암 %	마그네타이트 %	알칼리성 %	응집된 후의 입자의 밀도, g/cc
Ⅰ	0.5	0	0.5	1.1
Ⅱ	0.5	0.25	0.5	1.4

데이타는 마그네타이트계 전처리에 지배받는 입자는 집괴암 단독으로 처리된 입자와 비교했을때 상당히 더 높은 밀도를 갖는 것을 나타낸다. 그러므로, 마그네타이트의 첨가는 응집된 잉크 입자의 밀도를 약 30% 만큼 향상시킨다. 향상된 원심분리 클리닝은 원심력에 좀더 민감한 큰 크기 또는 중간 크기의 응집된 입자를 제조하는 것으로부터만 발생되는 것은 아니며, 그것은 밀도의 향상이 없는, 분리 및 제거를 일으키는 원심력에 의해 영향받지 않는 작은 응집된 입자를 클리너에서 수집하게된다.

실시예 2

오염제거공정을 향상시키는 발명을 잉크제거 효율을 결정하기 위해 상업적 규모로 실시하였다. 이것은 포워드 클리닝의 제2패스를 모의실험하기 위해 현재의 제4포워드 클리너를 사용함으로써 현재의 잉크제거 시스템을 변형함으로써 실시하였다. 도 1은 현재의 원-포워드-클리닝 패스 클리너 시스템을 나타내며, 도 2는 두패스 클리너 시스템을 모의실험하기 위한 그것의 적용을 나타낸다. 이들 도면을 참고하면 클리너를 통과하는 흐름이 어떻게 제4클리너가 0.5% 점조도에서 전형적으로 펄프를 함유하는 현재의 제1포워드 클리너(1 단계) 억셉트로부터 펄프의 사이드 스트림으로 유입되도록 재형성되는가를 보여준다.

모의실험된 마그네타이트/집괴암 전처리, 두 패스 포워드 클리닝 시스템의 잉크제거 효율을 분류된 화이트 레저(SWL) 퍼니시를 함유하는 레이저 잉크에 대해 평가하였다. SWL 4톤 배치를 히드라펄프화시키고 13%의 점조도 및 70℃에서 0.125% 마그네타이트, 0.5% 집괴암(Betz 231) 및 0.5% 수산화나트륨으로 전처리하였다. 얻어진 재펄프화/전처리된 펄프를 덤프탱크에 펌프로 채워놓고 거친 스크린에서는 2%, 부상분리 셀에서는 1%(BetzRP A-248 부상분리제로 처리), 및 포워드 클리닝의 두 패스에서 잉크제거시에는 0.5%로 희석시켰다. 사용된 잉크제거 시스템의 개략도가 도 3에 도시되어 있다. 일부 배치는 포워드 클리닝의 제2패스 없이 가공되었다. 잉크제거된 샘플은 TAPPI 핸드시트로 제조되었으며 휘도 및 잔여 잉크에 대해 테스트하였다. 보고된 잉크함량(Optomax V 이미지 분석기에서 실시된 분석)은 0.000080 마이크로미터(80 미크론)의 직경 보다 큰 잉크입자의 면적에 기초하고 있다. 잉크제거 결과를 표 2에 나타내었다.

FWD 클리너 패스	클리너 점조도 %	잉크함량, ppma	잉크 제거율 %b
		원료		억셉트
제1패스	0.5	278	28	90
제2패스	0.5	28	0	100
a직경이 0.000080 마이크로미터 이상인(80미크론 이상) 잉크입자의 면적에 기초한 잉크함량.b원료 잉크함량과 원료 잉크함량에 의해 나누어진 억셉트 잉크함량 사이의 차이에 기초한 잉크 제거율.

제1 및 제2 패스 포워드 클리너를 통과하는 잉크제거 효율은 각각 90% 및 100%이었다. 제1클리너의 잉크 함량은 278로부터 28ppm까지 감소하였다. 제2패스 클리너는 0ppm의 잉크 수준으로 감소하였다.

실시예 3

임시의 방법으로부터 얻어진 점착물 제거 향상을 보이기 위해, 1 또는 2%의 다양한 "점착성" 오염물질을 함유하는 펄프를 재슬러리로 만들었다. 응집제가 단독으로 슬러리에 가해졌을때(즉, 고밀도화제는 없음), 응집된 후의 입자밀도는 1.0 또는 1.0 미만이었다. 그러나, 마그네타이트가 집괴암에 따라 가해질때, 집괴암은 표 3에 나타낸 것처럼 1 보다 큰 밀도를 가진다.

점착물질 타입	퍼니시에서의 점착물질%	처리온도(℃)	밀도 g/cc
PSA	2	60	1.2-1.25
HMS	1	80	1.1
NSA-B	1	60	1.1
NSA-D	1	75	1.1
집괴암 = 0.500/0-0.75%; 중합체/마그네타이트 혼합물 = 0.5%PSA = 압력 민감 접착제HMS = 열 용융NSA = 내셔날 전분 접착제

점착물-마그네타이트 부착으로부터 얻어진 상기한 밀도의 증가는 응집된 입자가 비교적 더 높은 원심력을 받게 하고, 이로써 원심분리 클리너에서의 제거가 향상된다.

출원인이 발명의 주제 문제로 고려하고 있는 것은 아래의 것들이다:

1) a) 폐지를 재펄프하여 슬러리를 형성시키는 단계;

b) 슬러리를 고밀도화제와 응집제로 동시에 처리하는 단계;

c) 처리된 슬러리를 원추형 클리너로 통과시키는 단계

를 포함하는 비충격 프린트 잉크 및 점착물로 이루어진 군중 한 구성요소로 오염된 폐지를 잉크제거하는 방법;

2) 단계 b)에서 응집제의 첨가 이전에 고밀도화제를 가하는 1)의 방법;

3) 고밀도화제 및 응집제가 주위온도 이상의 온도에서, 18% 이하의 펄프 점조도에서, 및 중성 내지 알칼리성 pH에서 첨가되는 1)의 방법;

4) 고밀도화제 및 응집제가 주위온도 이상의 온도에서, 18% 이하의 펄프 점조도에서, 및 중성 내지 알칼리성 pH에서 첨가되는 2)의 방법;

5) 펄프 점조도가 7% 이하인 3)의 방법;

6) 펄프 점조도가 7% 이하인 4)의 방법;

7) 고밀도화제가 1.0g/cc 보다 큰 밀도를 보이는 5)의 방법;

8) 고밀도화제가 1.0g/cc 보다 큰 밀도를 보이는 6)의 방법;

9) 고밀도화제가 금속 미립자 물질 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택되는 7)의 방법;

10) 고밀도화제가 금속 미립자 물질 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택되는 8)의 방법;

11) 금속 미립자 물질이 마그네타이트인 9)의 방법;

12) 금속 미립자 물질이 마그네타이트인 11)의 방법;

13) 마그네타이트 및 응집제의 첨가가 약 25℃ 내지 약 65℃, 약 7.0 내지 약 11.0의 pH, 및 약 0.3 내지 2.0%의 점조도에서 실시되는 12)의 방법;

14) 마그네타이트 및 응집제의 첨가가 약 25℃ 내지 약 65℃, 약 7.0 내지 약 11.0의 pH, 및 약 0.3 내지 2.0%의 점조도에서 실시되는 12)의 방법;

15) 스크리닝, 부상분리, 원심분리 클리닝, 세척 및 침전/경사분리, 또는 그것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 추가의 슬러리 처리단계를 더 포함하는 1)의 방법;

16) 스크리닝, 부상분리, 원심분리 클리닝, 세척 및 침전/경사분리, 또는 그것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 추가의 슬러리 처리단계를 더 포함하는 2)의 방법;

17) 추가의 처리단계가 부상분리인 15)의 방법.

18) 추가의 처리단계가 부상분리인 16)의 방법.

19) 부상분리단계가 단계 2) 이전에 오는 17)의 방법.

20) 부상분리단계가 단계 2) 이전에 오는 18)의 방법.

21) 단계 2)의 처리된 슬러리 제품이 단계 3)의 원추형 클리너를 여러번 통과하는 19)의 방법.

22) 단계 2)의 처리된 슬러리 제품이 원추형 클리너를 여러번 통과하는 20)의 방법.

23) 자기장에 슬러리를 놓는 추가의 슬러리 처리단계를 포함하는 9)의 방법.

24) 자기장에 슬러리를 놓는 추가의 슬러리 처리단계를 포함하는 11)의 방법.

당업자에 의해 명백해지겠지만, 본 발명은 본 발명의 정신이나 또는 핵심적 속성으로부터 벗어나지 않고 다른 구체적 형태로 구체화될 수 있으며, 따라서 앞서의 명세서 보다는 발명의 범위를 지시하는 덧붙여진 청구범위를 참고해야 한다.

Claims (9)

1. 비충격 프린트 잉크 및 점착물로 오염된 폐지로부터 잉크 및 점착물을 제거하는 방법으로서,

   1) 폐지를 재펄프화하여 슬러리를 형성시키는 단계;

   2) 연속적으로 슬러리에 2.0g/cc 보다 큰 밀도를 보이는 고밀도화제를 가하고, 이어서 응집제를 가하여 처리된 슬러리를 형성시키는 단계; 및

   3) 처리된 슬러리를 원추형 클리너로 통과시켜, 이로써

   오염된 폐지로부터 비충격 잉크 및 점착물을 제거하는 단계를 포함하며, 고밀도화제가 중합체/마그네타이트 혼합물인 것을 특징으로 하는 폐지로부터 잉크 및 점착물을 제거하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 고밀도화제 및 응집제의 첨가가 주위온도 또는 그 이상의 온도, 18% 이하의 펄프 점조도, 및 중성 내지 알칼리성 pH에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 펄프 점조도가 7% 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 중합체/마그네타이트 혼합물 및 응집제의 첨가가 약 25℃ 내지 약 65℃의 온도, 약 7.0 내지 약 11.0의 pH, 및 약 0.3 내지 2.0%의 펄프 점조도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 스크리닝, 부상분리, 원심분리 클리닝, 세척 및 침전/경사분리 또는 그것들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 추가의 슬러리 처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 추가의 처리단계가 부상분리인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 부상분리단계가 단계 2) 전에 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 처리된 슬러리를 단계 3)에서 원추형 클리너를 여러번 통과시키는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 처리된 슬러리를 자기장에 놓아두는 추가의 슬러리 처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.