TW396062B - Method and apparatus for dinking paper - Google Patents

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Α7 Β7 五、發明説明（I、 相關發明 本申請案爲美國專利申請案號08/652，146之接續申請 案，標題爲”紙張脫墨之方法與裝置” ’ I"6年5月13曰 申請。 發明領域 本發明係關於一種紙張脫墨的方法及裝置，更定言之 ，係關於使用水溶性、無毒無害脫墨溶液將包含非衝擊油 墨紙張脫墨。 發明背長 廢紙佔全美國家庭廢棄物及商業廢棄物31%重量比並 超過一半的體積。來自雷射印表機，影印機及傳真機之辦 公室廢紙佔美國廢紙總量的一明顯比例。雷射油墨廢紙佔 國內及工業廢棄物總量的24%重量比及大約40%體積比。 經濟部中央捸準局·Μ工消費合作枉印製 I I ____ .ί —....1!!-.η!" (請先閱讀背面之注意事項洱填.¾木丌 pi 紙張的印刷係利用二種油墨，亦即濃縮（impact)及 非濃縮（non-impact)油墨之其中一種。濃縮油墨係爲用 於例如凸板印刷及石版印刷技術的油墨。濃縮油墨係由碳 黑或染料所組成，且典型具有水溶性。非濃縮油墨，或”雷 射”油墨係爲用於例如雷射印刷，影印機及傳真機的油墨。 濃縮印刷並非將油墨熔入紙張，因而容易從紙張上去 除。以濃縮方法印上的紙張已成功地脫墨多年。然而，非 濃縮油墨’亦即有機顏料，很難去除，因爲油墨粒子係熔 入紙張並彼此結合。 最近’以非濃縮油墨印刷其上的紙張使用毒性化學物 衣紙張尺度適ffl中碉國家標準(-NS) Λ4規格（210.< 2^7公焓丨

、發明説明（>) 質在造紙廠環境中大量回收，使環境及人類工作因化學物 質而受到威脅。非濃縮油墨係由碳黑，顏料，樹脂及氧化 鐵所組成。典型地’紙張大量置於化學物質槽中以使有機 顏料軟化。然後將紙張重新製漿以去除有機顏料。在l6〇 C到204 c的溫度下以該等油墨印刷。同樣地，去除這些 油墨典型需要差不多的溫度範圍。該方法很昂貴而且沒有 產生高品質的回收紙。然而，對於個人而言將紙張拖到遠 端回收位置回收的作法，其成本可觀。 針對回收該等紙張之硏究大部分一方面著重於發展新 穎且較佳的化學配方，而另一方面則設計新穎且較佳的重 新製漿裝置。組合的機械/化學處理器進已經硏發出來並經 過測試。但仍存在將有機顏料粒子從紙張泥漿中分灕的問 題。結果，大量地使用多種毒性及腐蝕性化學物質，然而 纖維產率僅有大約70%。此等化學物質包括供纖維膨脹， 有機顏料崩裂及分散的氫氧化鈉；供膠溶作用，驗性及過 氧化物安定作用的矽酸鈉；供鹼性，緩衝及使水軟化用的 碳酸鈉；供鹼性，膠溶作用’有機顏料分散及金屬離子螯 合作用的磷酸鈉；供溶解及軟化用的溶劑；供絮凝，分散 ，濕潤’乳化，溶解及膠溶用的表面活性劑；供分散，抗 再沈積及螯合用的聚合分散劑；過氧化氫，硫酸氫鈉，及 供漂白及脫色用的氯。此僅爲典型使用之化學物質的一部 份；這些化學物質係混合用於回收及脫墨各階段。如上戶斤 述，這些化學物質爲大部分有害’有毒且具苛鹼性並對與 其或其蒸汽接觸的人造成嚴重的威脅。 4_ 足度適州中Θ阐家標準（見格（2丨公单; ' (請先閱讀背而之·;Λ意事岣再堉本.Τ: '”氣 訂 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 A7 87 五、發明説明（乃） ； 脫墨且能夠回收印刷有非濃縮油墨之紙張的小規模各 |別回收單元已經硏發出來。此等裝置之一係揭示於美國專 |利第5,463,447號（Kurotori等人所屬），該案揭示去除由 j影印機影印之紙張脫墨。然而，該裝置需要改良用於影印 機內的顯影劑’以使有機顏料的黏附力量很弱而足以使有 機顏料接著從形成有機顏料影像之紙張上去除。因此，該 專利案之裝置無法適當地使紙張脫墨，除非先印上具有足 夠薄弱之黏附力量的特定有機顔料。 美國專利第5,528,788號（Yamamoto所屬）揭示一種 脫墨之機械，其係使用含有洗滌成分之化學物質的脫墨溶 ! 液。雖然未明示精確的化學組成物，但其揭示一種至少包 括八種成份及多如24種成份的流體。 而且，即使未指出精確的配方，也可從所用的溶劑中 顯然看出其所揭示者不具水溶性。此外，Yamamoto所提 供的化學物質無法得到酸鹼値爲6.5-7.5的脫墨溶液。 最後，Yamamoto指出，不一定需要表面活性劑。因此， Yamamoto不將表面活性劑的HBL列入考慮，該HBL對於 脫墨溶液的濕潤性質而言非常關鍵。 美國專利第5,353，108號（Tsukamoto所屬）所述之其 它裝置係用來淸潔已經過印刷的紙張。然而’欲淸潔之紙 張必須是包括基質及脫膜劑的可擦式紙張。將紙張飼進黏 附滾筒及壓板之間。黏附滚筒表面上有熔融狀態之熱溶性 樹脂以及藉由熱源施加熱於熱溶性樹脂’使可擦式紙張上 的熱溶性油墨在其中擴展並從紙張表面上剝離。這些裝置 5______ 木紙掁义度適用中阀國家標準·（ CNS ) Λ4坭格（2丨()\^公对·） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) ! 的應用有限而且可能無法用於任何含有非濃縮油墨之紙張 | 。亦即，其只能用於特定種類的紙張，例如可擦式紙張， 或含有具微弱黏附力之有機顏料的再生紙。 除了回收紙的需求及優點之外，也需要維持不想被公 開及因商業行爲或代理商散佈，甚至是該等機構裡面特別 指定之資料的隱密性及安全性。營業方法及施行通常是營 業秘密而且不想被除了公司雇員，甚至是特定人員以外的 人看到。政府機關，專業機構及負責機密及保密以保護客 戶及國家安全的類似機構也是如此。此等需求係嚴格地限 制包含敏感性，隱私或秘密資料之文件的處理。顯然地， 此等文件可能不被送出回收。而且，此等文件經過碎紙後 難以再一次撕碎。因此，需要一種去除紙張有機顏料之方 法及裝置，使此等文件物得以回收而不必屈就於這些文件 中所含之資料安全性。 碎紙及回收所發生的典型成本可能是每張2分這)¾& ，但其回收產率非常低。同樣地，傳統回收方法可能的成 本爲每張1分，而產率70%。此方法甚至不用考慮將，祇張 送至回收的成本。 發明槪述 本發明之目的係提供一種紙張脫墨的方法及裝置，言亥 紙張含有由非濃縮印刷方法印刷於紙張上之油墨及£卩_於_ 任何型式之紙張的油墨。 本發明之另一目係提供此等紙張脫墨之方法及裝置， (請先閱讀背面之·;.£意f-^.4^¾木S::.

木紙恨尺度適;fl中围阀家標準（dS ) Λ4現格（210:<.297公笵） A7 B7

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五、發明説明（S 其係由小型，自行塡充之密閉單元來完成。 {請先閲讀背iKi.>:£.'£'FJa.!l.: 本發明之又一.目的係提供此等紙張脫墨的方法及裝置 ，其對使用者和環境而言沒有毒性及無害並且可以用於 公室環境。 本發明之又另一目的係提供一種紙張脫墨的方法及裝 置，其改良回收紙的品質並更可以立即再使用回收紙。 本發明之另一目的係提供此等紙張脫墨的方法及裝g ，其較習知技術之方法便宜。 本發明之又一目的係提供此等紙張脫墨的方法及裝# ，其不論紙張的年代皆可使用。 本發明之又另一目的係提供此等紙張脫墨的方法及g-置，其相較於購買新紙張而言極具成本效應。 本發明之另一目的係提供此等紙張脫墨的方法及 ，其無須溶解欲去除之有機顏料。 恢-- 本發明之又一目的係提供此等紙張脫墨的方法及裝置 ，其收集供回收之用的經去除之有機顏料。 本發明之又另一目的係提供收集供冷凝及回收之用的 經汽化之脫墨溶液方法。 經濟部中央標绛局負工消費合作社印製 本發明之另一目的係提供此等紙張脫墨的方法及裝置 ，其藉由避免偵測先前印在回收紙上的資料來改良防護性 〇 本發明係由下列之實行而產生：實際有效率、安全性 且成本效益的紙張脫墨系統，其可以藉由使用包栝水，水 溶性表面活性劑及不超過二種以上水溶性溶劑的無毒水溶 7 衣紙張尺度消中阑國家標準（) /\4叱格（210/巧7公筇）

性脫墨溶液使紙張濕潤，藉以完全地使紙張纖維膨膜，使 其上的有機顏料軟化，且不須溶解有機顏料，將有機顏料 與紙張之間的鍵結打斷，因而得以容易去除，收集及回收 有機顔料，及容易收集，冷凝及回收脫墨榕液而g用者不 用曝於毒性化學物質及煙霧，以產生立即挎便用之經改良 品質的紙張及避免偵測先前印刷其上之資料而達成。"" 本發明由去除有機顏料紙張脫墨的方法，其特徵在於 :利用無毒水溶性脫墨溶液使紙張濕潤，該溶液包括用來 濕潤紙張以使紙張纖維膨脹之水，用來降低水表面張力以 增強水濕潤紙張之水溶性表面活性劑’及不超過二種用來 軟化有機顏料（不用溶解有機顏料）並使有機顔料及紙張 間之鍵結斷裂的水溶性溶劑。將經軟化之有機顔料從紙張 上去除，產生有機顏料顆粒，將紙張加熱以使脫墨溶液汽 化，將脫墨溶液從紙張上去除，並將紙張壓延至預定尺寸 以供立即再使用。 在較佳具體實施例裡，水及表面活性劑在脫墨溶液裡 的比例爲10 : 1。表面活性劑可以選自一群包括丁也⑽乂-155，Triton X-305，Triton X-405 及 BRD 23 11 的族群中。 脫墨溶液可以包括對水及表面活性劑之比例爲3 : 10的溶 劑。溶劑可爲C12-C14脂族飽和烴類。溶劑可爲醚。溶劑 可爲二甘醇正丁基醚。有機顏料顆粒可被收集和回收。由 加熱所產生的蒸汽可以被收集。蒸汽的收集包括使被收集 之蒸汽冷凝回到液態脫墨溶液並將經冷凝的脫墨溶液回收 。去除步驟包括將紙張的有機顏料顆粒掃除。掃除的步驟 8 (請先閱讀背-&.匕注意_項耳！5;',-,-?本/-'1: fe 疼— 經濟部中央標準局：.貝工消费合作社印製 衣紙张尺度適州中阐國家標準（rNS ) Λ4规格(210〆297公席） A7 87 五、發明説明（q ) ! 包括使用旋轉螺旋刷去除紙張上的有機顏料顆粒。掃除的 | 步驟包括收集來自螺旋刷上的有機顏料顆粒。收集的步驟

I | 可以包括梳理螺旋刷以去除刷子上的有機顏料顆粒。梳理 | 步驟可以包括使有機顏料顆粒沈積於回收格。加熱步驟可 以包括在紙張上吹動熱空氣以使紙張乾燥。熱空氣的溫度 可爲60-70°C。壓延步驟可以包括將紙張飼進已加熱的滾筒 之間。滾筒的溫度可爲20°C-60°C。水可以包括75%到87 %的脫墨溶液。表面活性劑可以包括1%到3%的脫墨溶液 。溶劑可以包括15%到20%脫墨溶液。脫墨溶液可以具有 6.5-7.5的酸鹼値。溶劑可以包括乙二醇醚及芳族烴類。乙 二醇醚可選自一群包括乙二醇正丁醚，二甘醇正丁醚，醋 酸乙二醇正丁酯及醋酸二甘醇正丁酯的族群中。芳族烴類 可以選自一群包括4-甲氧基苯甲酸乙酯，3-甲氧基苯甲酸 乙酯及2_甲氧基苯甲酸乙基醚的族群中。 經濟部中央標隼局員工消费合作社印裝 I -- ί 本發明之去除有機顏料紙張脫墨系統的特徵包括：利 用無毒水溶性脫墨溶液使紙張濕潤的裝置，該溶液包括用 來濕潤紙張以使紙張纖維膨脹之水，用來降低水表面張力 以增強水濕潤紙張之水溶性表面/活性劑，及不超過二種用 來軟化有機顏料（不用溶解有機顏料）並使有機顔料及紙 張間之鍵結斷裂的水溶性溶劑· ，將經軟化之有機顔料從紙 張上去除’產生有機顏料顆粒的裝置；將紙張加熱以使脫 墨溶液汽化，將脫墨溶液從紙張上去除的裝置；及將紙張 壓延以供立即再使用的裝置。 在較佳具體實施例裡，水及表面活性劑在脫墨溶液裡 本紙張尺度適川中阗國家標準（CNS ) Λ4規格（21() /么、允 A7 B7 五、發明説明（2 ) i 的比例爲10 : 1。表面活性劑可以選自一群包括丁以〇!1乂-i 155，Triton X-305，Triton X-405 及 BRD 23 11 的族群中。 ___________________________t'- t .、7^* r' < 琦.毛¾請旁命s.r_*1c'n..!i.-^·.·.--..^ Γ 麻--- 經濟部中央標準局Μ工消f合作社印製 脫墨溶液可以包括對水及表面活性劑之比例爲3 : 10的溶 劑。溶劑可爲C12-C14脂族飽和烴類。溶劑可爲醚。溶劑 丨可爲二甘醇正丁基醚。此可爲用來收集有機顏料顆粒的裝 置。此可爲用來回收有機顏料顆粒的裝置。此可爲用來收 集因加熱所產生之蒸汽的裝置。收集蒸汽的裝置包括用來 使被收集之蒸汽冷凝回到液態脫墨溶液的裝置及回收經冷 凝之脫墨溶液的裝置。用來去除的裝置包括將紙張上有機 顏料顆粒掃除的裝置。掃除用的裝置可以包括用來收集來 自螺旋刷上有機顏料顆粒的裝置。收集有機顏料顆粒用的 裝置可以包括梳理螺旋刷以去除刷子上的有機顏料顆粒的 裝置。梳理用的裝置可以包括使有機顏料顆粒沈積於回收 格。加熱用的裝置可以包括在紙張上吹動熱空氣以使紙張 乾燥的裝置。熱空氣的溫度可爲60-70°C。壓延裝置可以包 括已加熱的滾筒。滾筒的溫度可爲20°C-60°C。水可以包括 75%到87%的脫墨溶液。表面活性劑可以包括〖％到3% 的脫墨溶液。i谷劑可以包括15%到20%脫墨溶液。脫墨溶 液可以具有6.5-7.5的酸鹼値。溶劑可以包括乙二醇醚及芳 族烴類。乙二醇醚可選自一群包括乙二醇正丁酸，二甘醇 正丁醚’醋酸乙二醇正丁酯及醋酸二甘醇正丁醋的族群中 。芳族烴類可以選自一群包括4-甲氧基苯甲酸乙酯，3_甲 氧基苯甲酸乙酯及2-甲氧基苯甲酸乙基醚的族群中。 木紙張尺度適川中阈阈家標準（C_NS ) /\4现格（2UW. »7公雄） A7 37 經濟部中央幟Φ局貞工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 較鱼县jj窗施例之摁示 本發明之其它目的、特徵及優點對於熟習此項技藝者 而言可從下列較佳具體實施例之說明及所附之圖式明白瞭 解，其中： 圖式之簡要說明

第1圖係爲本發明紙張脫墨之紙張回收系統的立體視 圖； I 第2圖係爲第1圖之系統的槪要剖面視圖； 第3圖係爲第2圖之正視圖；及 第4圖係爲說明本發明之脫墨方法的流程圖。 較佳具體實施例的詳細說明 請參考第1圖，紙張脫墨之紙張回收系統10。雖然該 系統主要關於含有非濃縮油墨之紙張脫墨’但是其也適用 於含有濃縮油墨之紙張脫墨。非濃縮油墨係爲例如雷射印 表機，影印機及傳真機等之施加於紙張的有機顏料。系統 10係爲一種小型、自行塡充密閉單元’其具有典型尺寸38 口寸長，2 3.5时寬及3 8时局，除了電源線外不需要外部連接 線而且非常適合且安全地使用於辦公室環境。系統10包括 用過的紙張盤12 ’淸潔過的紙張盤14及退回的紙張盤16 (以接收無法被系統10回收之退回紙張）°未示出的電子 感測器係掃瞄過每一張紙，以偵測紙張上是否仍殘留任何 有機顏料。如果有的話，則將紙張送到退回的紙張盤16。 -€ (請先¾讀背而.r:-v.r-;li:f 項再 ι.·ντ.^··ι;:. 11 I- In 1 - ft I - - - I ,Λ 木纸張阀本標聲;CNS ) Λ4规格（2H) .. 2(>7公雄1 Λ7 B7 五、發明説明（) Ι 系統10係在控制單元18的控制下操作，該控制單元可以 | 包括具有典型指示燈，例如電源打開，待命狀態’檢查紙 張，及添加脫墨液體，淸潔滾筒及切換電源打開和關閉， 起動及停止淸潔程序之開關的控制面板19 ’以及用來指示 I 紙張已完全淸潔或脫去印刷或應通過系統10以進一步淸潔 i 的感應滑片。 完成本發明脫墨且如第2圖所示的濕潤，掃除及乾燥 工作站係包含於格20裡面。具有門片23及24的補充格 22可作爲化學物質儲存之用。系統10可以安裝於輪25上 ，其中只有二個示於該圖。 第2圖詳細顯示的格20係在輸入處30接收來自使用 過之紙張盤12 (未示出）的紙張。加熱板29係加熱紙張 於25°C到60°C，以在有機顏料倒入格20前軟化。紙張係 經由提供各別使用過之紙張，例如紙張33的鉗夾滾筒(nip roller)31及32飼進格20內，在第1圖的控制單元19之控 制下提供各別之用過紙張給脫墨溶液塗覆機工作站34。鄰 近之脫墨溶液塗覆機工作站34，紙張33遇上被驅動的載 承帶36，將用過的紙張經由格20輸送，直到其存放於淸 潔過的紙盤Μ。被驅動的載承帶36係由主滾筒驅動器3S 驅使，該驅動器包括以順時針方向驅動主滾筒42之馬達 40。載承帶36由閒置滾筒44-50引導前進並依照逆時針方 向由主滾筒42驅動。閒置滾筒46-50包括調整驅動載承帶 36之張力的彈簧張力調整器具46a-50a。 工作站3 4包括也以主要滾同驅動益3 8驅動以依照順 (請毛閱讀背'&:ca-^"'"J!1iiT: 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 欲____ 本紙張尺度適用中阐國家標準（CNS ) A4JUL格（2丨<'»> 297公犛} i i

Μ濟部中夾標準局員工消費j作社印製 A7 B7 五、發明説明（，丨 時針方向轉動的主要滾筒52。與中間滾筒54連結的滾筒 | 52使脫墨溶液滾筒56旋轉。滾筒56係置放於保有由貯存 ! 槽60供應之脫墨溶液的槽58。貯存槽6〇較佳爲移動匣， i 就像是例如影印機裡的有機顏料匣，而且緩慢地將脫墨溶 液分佈於槽58內。隨著滾筒56轉動，脫墨溶液係從槽58 運送到中間滾筒54，溶液依序轉移到主要滾筒52。在紙張 | 係在驅動載承帶36上順著前進的同時，來自主要滾筒52 | 的溶液係塗覆在每一紙張上。 |

I 另一作法是，脫墨溶液可以利用噴嘴57噴到紙張33 ! 上。噴嘴5 7將足以浸漬紙張3 3之數量的脫墨溶液均勻地 I 噴覆。傾發現，有機顏料在6〇t：時可以在3-4秒後輕易去 | 除。該時間必須隨著溫度降低而增加。 | 脫墨液體係由水及二種水溶性溶劑組成。可以包含表 面活性劑以增強功效。脫墨液體的酸鹼値已知爲6.5到7.5 ’典型爲6.8，而其密度及沸點分別爲大約丨.〇及ι〇〇χ：, 類似水的密度及沸點。因此，對使用者及環境而言無害。 而且，成份隨著水蒸發，免除沖洗的需要。 水在總液體中的數量應爲75體積％到87體積％。當 液體與固體接觸時，界面處的分子被固體吸引。散佈於固 體上及液體表面區域上的分子增加。該現象稱爲濕潤作用 。良好的濕潤作用有利於化學物質迅速地穿透進入紙張的 纖維網及進入纖維·有機顏料接觸區域。此助於有機顏料從 纖維崩裂及分離。如果水在總液體中的百分比明顯超過87 %，則液體變成過於稀釋。此造成紙張變得太軟以致於可 本紙张尺/tit川中剛却家桴準；CNS ) Λ4觇格（2丨()，2t)7公綮） (請先閱璜 i念fIS"4.>J"ff---·

經濟部中夾標.草局資工消费合作社印裝 能在甚至最小的機械壓力，例如來自螺旋刷的壓力下分解 。如果水壓明顯低於75%，則紙張纖維可能因物理鍵結形 成而硬化。烴類溶劑已知與某些纖維質材料形成強物理鍵 ，藉以使其強化。然而’紙張將不會徹底濕透，因此有機 顔料將無法完全軟化。該情況裡，欲以刷子輔助將有機顏 料剝落便更加困難。 二種溶劑的體積通常不超過20%及不低於10%。可利 用可以溶解大部分印刷油墨的溶劑。然而，它們很昂貴而 且無法經濟實惠地回收使用。另一缺點爲無法與水混合。 爲了有效，溶劑應該在低濃度時可與水相溶（<1000 ppm )。不幸地，這些溶劑大部分可與水相溶。EPA法令更因 環境考量而進一步排除一些良好溶劑的使用’特別是鹵化 烴類。結果，大部分一般所用的溶劑爲脂族烴類。令人驚 課地發現，由水和二種可與水相容之溶劑所組成的配方視 其百分比及溫度而定，可以軟化甚至溶解有機顏料。然而 ’在較佳具體實施例裡，有機顏料僅被軟化，不溶解。此 避免脫除印刷之紙張褪色及溶液回收。 二種溶劑可爲乙二醇醚或乙二醇酯及芳族烴類。乙二 醇醚及乙二醇酯的實例包括乙二醇正丁醚，二甘醇正丁醚 ，醋酸乙二醇正丁酯及醋酸二甘醇正丁酯。芳族溶劑可以 選自一群包括芳族酯類及烷基酚類，例如4-甲氧基苯甲酸 乙酯’ 3-甲氧基苯甲酸乙酯及2-甲氧基苯甲酸乙基醚。 除了上述的溶劑之外，溶劑也可以是C12-C14脂族飽 和烴類或醚。較佳的是，溶劑爲溶劑900，特別地爲二甘 14 (琦先閲讀背而之';.?.念扑項洱填^衣!·):'.

本紙张尺度適玥屮_國家標準U，NS } A4ML格(· 2!0:< 2t)7公飨} A7 A7 經漪部中央標集局只工消费合作社印製 B7 五、發明説明（V1)) 醇正丁基醚。在另一配方中，相同的溶劑可以利用對水和 表面活性劑之3 : 10的比例混合。 脂族溶劑對芳族溶劑的比例視是否包含表面活性劑而 典型爲4 : 1到5 : 1。表面活性劑之親水性-親脂性平衡（ HLB)可藉由改變配方溫度，或藉由添加溶劑，或二者方 式改變。所用溶劑的種類及數量對於獲得或保持所欲的 HLB而言具有關鍵性的重要。在本發明中，這些溶劑比例 對於保持及或獲得HLB 7-9而言非常關鍵。如果二種溶劑 的組合比例明顯超過20%，則更佳難以熔化及以刷子輔助 剝落有機顏料。因此，過多的溶劑係使有機顏料黏住及沾 污紙張，然而過少的溶劑無法使有機顔料-紙張的鍵結斷裂 〇 在較佳具體實施例中，脫墨溶液中表面活性劑的總量 可以不超過5%而且較佳爲1-3%。因爲本發明環境中的表 面活性劑主要藉由降低水的表面張力來改良濕潤作用’所 以典型需要不超過5%。如果太少，則表面活性劑濕潤紙 張的效果不足，而太多則造成有機顏料沾污。 表面活性劑係爲表面活性物質。表面活性劑功能係用 來藉由降低水之表面張力，藉以更有效地濕潤脫墨。因爲 水也附於溶劑中，所以溶劑變成更有效。因此’其吸附於 表面以幫助油墨去除，溶解，分散，及乳化。表面活性劑 因而原則上使脫墨的速度增加。表面活性劑在小心選用並 在任何脫墨配方中調合時大部分都有用。表面活性劑包含 具有油親和力的有機部分（疏水端及具有水親和力的 (請先閲讀背*之-;.|-汔«项吓诒3本；0;:.

木紙張尺度適用中阐阐家標準（CNS ) Λ4現格（210X2W公錄） A7 B7 經濟部中央標绛局員工消費合作社印製 五、發明説明（冲 另一部份（親水端）。有二種表面活性劑，分成非離子性 及離子性。在非離子性表面活性劑中，親水端通常爲極性 強的基團，然而離子性表面活性劑中’其爲離子基團。兩 種表面活性劑中，疏水端係爲長鏈烴殘餘基。表面活性劑 的化學機制很複雜而且瞭解不多。 雖然一種表面活性劑可供特定有機顏料及等級紙張所 用，但是其可能對他者無法發揮同等效用。連同表面活性 劑使用之溶劑的種類可能使表面活性劑的HLB改善，藉以 影響其降低水表面張力的能力。在表面活性劑的HLB爲4_ 6時，其如同油含水的乳化劑。同樣地，當表面活性劑的 HBL爲8-13時，其如同水含油的乳化劑。當其HLB爲13-15時，表面活性劑視同淸潔劑而在15-18時視同溶解劑。 因此，本發明之脫墨溶液的HLB爲7-9，使得表面活性劑 得發揮濕潤劑之功用。一般所用的表面活性劑係爲經乙氧 化的烷基酚類，經乙氧化的直鏈醇類，及脂肪酸肥巷。由 於其百分比低，故不需要沖洗，因爲大部分表面活性劑隨 著有機顏料去除。 表面活性劑可以例如是Triton X-155，Triton X-305， Triton Χ·4〇5 ;然而，較佳的表面活性劑爲BRD-2311。這 些表面活性劑的化學組成如下=

Triton X-1S5 化學成份：亞甲雙二戊基-苯氧基聚乙氧基乙醇/67906-06-3 ； 異丙醇/67-63 ;水/7732-18-5 ;聚乙二醇/25322_68_3

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夂紙張义度過圯中國國家標隼（CNS ) Μ規格ί: 2丨()，公筇） 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（γ) 製造商：Union Carbide Triton 化學成份：聚（氧-1，1，3,3-四甲基丁基）戊基-W-羥基-/9036-19- 5 ;聚（氧-I，2-乙烷二基_，A-氫化-W-羥基-

/25322-68-3 ;水/7732-18-5 製造商：Union Carbide Triton X-40S 化學成份：辛氧基苯氧基聚乙氧基乙醇/9036-19-5 ;水 /7732-18-5 ;聚乙二醇/25322-68-3 製造商：Union Carbide BRD.r23il 化學成份：該表面活性劑爲商業秘密，但相信其不是 乙氧化的直鏈醇類，就是乙氧化的烷基酚類或二者皆是， 而且其包含一些Na+。 製造商：Buckman Laboratories 也可使用的另一配方包括對含有10 : 1比例之水和表 面活性劑的基本配方中以1 : 33比例添加酵素。酵素較佳 爲 BUZYME 2522。該酵素係由 Buakman Laboratories 製造 而且也爲商業秘密。該配方在所用的表面活性劑爲BRD 2311時功效最佳。 在每片紙張離開工作站34後，繼續到掃除工作站64 。另一作法是，視系統溫度而定地，每片紙張可以被送到 工作站62此處驅動承載帶36停止移動大約HM5秒，以 17 (請先閲請肾面之-:?.念^^^!-浪-.:',-?艮&)

本紙張尺度適用中闼阀家標準i CNS ; Λ4规格（21K 2叼公漦） 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 A7 37 五、發明説明（4 ) 使非濃縮油墨（有機顏料）被脫墨溶液軟化。可以由加熱 器63另外加熱以利於前述需要停止驅動帶軟化有機顏料。 在非濃縮油墨已經軟化後，將紙張移至包括也以主要 滾筒驅動器38驅動之主要滾筒66的掃除工作站64。主要 滾筒66係包括在其表面上包含隨著紙張通過移除有機顏料 顆粒之掃除工作站64時溫和掃除紙張表面之鬃毛67的螺 旋刷。鬃毛典型由低密度聚丙烯材料做成。梳理滾筒68可 以用來連續去除滾筒66之鬃毛上的有機顏料油墨顆粒。掃 除工作站64係包括回收工作站65。經去除的顆粒係由回 收工作站65回收，該回收工作站65係包括可爲可動匣， 類似標準影印機有機顏料匣的回收格69。溫合的掃除係使 大部分的有機顏料去除而不干擾紙張的纖維。雖然滾筒66 係構成用來依照紙張通過系統1〇的移動方向旋轉，但是滾 筒66可爲反方向旋轉。同樣地，滾筒66可以如第3圖所 示與紙張33a成一定角度設置，以將有機顏料顆粒導向既 爲滾筒66之螺懸本質的回收格69a。刮除器70，第2圖 ，係將有機顏料從主要滾筒66的表面上去除。 第二掃除工作站72係依掃除工作站64之相同方式構 建，其中包括主要滾筒74，鬃毛75，梳理滾筒76，刮除 器78及回收格79。操作該工作站以提供額外的掃除作用 以去除任何有機顏料殘留痕量。 乾燥工作站92係包括吹動單元94及在紙張通過乾燥 工作站92時將鼓風機94產生的熱空氣流吹向紙張表面以 使紙張乾燥的導管96。衝於紙張上的空氣典型在6(TC到 本纸张尺度磷用中國阐家樣準（CNS ) Λ4規格（2!U>· 297公趫） (绩先閲讀背而之注念芥項孕埯;-'5本/!)

I 經濟部中央標华局員工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（（1 ) 70°c的溫度範圍內加熱。因爲脫墨溶液具水溶性，酸鹼値 | 爲6.5-7.5，典型爲6.8，而沸點爲100°C，所以溶液成份蒸 發而不留下任何殘餘物，因此不必沖洗紙張。 液體回收工作站88係包括將經蒸發之脫墨溶液經由導 管82引至風扇80。冷凝裝置84係包括使蒸汽冷凝回到液 體的冷凝線圈；液體被收集在液體回收格86。液體回收格 86係包括當充滿及以空回收格取代時之可去除的更換式卡 匣。此舉不僅可以回收脫墨溶液，而且可以避免使用者無 毒蒸汽從液體散逸進入大氣中，可能造成不悅的氣味。一 旦回收格86充滿，則可將其取出並置回濕潤工作站34， 取代貯存槽60，或可以在預定次數使用後丟棄或工其它用 i 途使用。 另一作法是，經冷凝的液體可以直接飼貯存槽60。因 爲本發明之脫墨溶液不溶解有機顏料所以經冷凝的脫墨溶 液不受污染並因此可再使用，藉以節省操作脫除印刷的成 本。因此，位於回收導管86a裡面的冷凝線圈84a使經回 收之液體得以立即再使用。 因此，本發明之脫墨溶液不僅提供無毒且非腐飽性的 脫墨溶液，而且更對環境溫和，因爲溶液以及有機顏料顆 粒經過回收而不只是丟棄而已。 在紙張33離開乾燥工作站92後送到由主要滾筒38驅 動的壓縮滾筒98，其可加熱至9(M〇〇°C。此舉進一步地乾 燥紙張，從紙張去除任何可能存在的皺摺，並使紙張在存 放於淸潔過的紙張盤14裡之前恢復其原有尺寸。然後紙張 _ 19_ 本ϋ尺度適用中闽圏^標準（CNS ) Λ4%格ί 2Π)ϋπ公筇) ~ (請先閲讀背面之注#节項洱堉-.·',·?本rro

A7 B7

經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（β ) 隨時可再使用。而且，紙張的品質事實上因脫墨溶液而獲 得改善。溶劑係強化紙張纖維，由於烴類與紙張之纖維素 形成之強物理鍵而改良紙張品質。此舉係進一步延長紙張 的壽命，使每張紙脫除印刷高達五次。 防護性測量必須無法偵測到先前紙張上所含的資料。 由 U.S. Army Criminal Investigation Laboratory at Forest Park，GA進行本發明脫除印刷之紙張的紅外線測試，其結 果顯7Γ：沒有任何有機顏料留在紙上。測試包括經脫除印刷 之紙張照射IR (紅外線）；紫外線（UV)-短及長波長； polilight及氬雷射光。 第4圖所示的流程圖係顯示本發明之脫墨方法。在步 驟102裡，將如上所述之方式配製的脫墨溶液塗覆在欲脫 墨之用過的紙張上。然後在步驟104緩和地擦拭紙張，以 去除有機顏料上已軟化之紙張而不干擾紙張的纖維。從去 除刷子上的有機顏料顆粒並收集以供回收之用。在步驟 106裡，脫墨溶液係藉由以6(TC-7(TC之溫度加熱紙張的方 式去除。 經脫墨之紙張在步驟108中乾燥，並收集經蒸發之脫 墨溶液及冷凝以供回收之用。經乾燥之紙張在步驟110中 壓縮，以進一步乾燥紙張及消除紙張上任何製備時可能存 在的鈹摺以供立即再使用（步驟112)。 本發明之系統及方法係產生經改良品質，成本效益良 好地以相當小規模利用任何非濃縮油墨印刷的方法從任一 種任何年代其上印有非濃縮油墨的回收紙張。而且，經脫 20 1!1 I ----1 111. .11 - -II "^i ί·! I! I! i - -- J —i .一5J—I— In j - --- - I . ' 'c' ' (請先閲绩f·面之注意事項再艰^本®) 本紙張尺度適消中國·因家標隼（CNS > Μ規格（2丨0X2W公趁） A7 B7 五、發明説明（q) 墨之紙張沒有任何先前印刷的資料痕跡，因此對於使用者 及環境而言都很安全。本發明係以每張紙0.3分錢的成本 得到100%回收材料。 雖然本發明之特徵係顯示在圖示而非其它，根據本發 明，很容易將其中一特徵與任何一特徵或其它所有特徵結 合。 在下述申請專利範圍中對熟知此技藝者可進行其它具 體實施例。 ------------裝--' 訂 線 ' > 「 i'u (請先Η讀背面之注意事項再本頁) 又 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4^格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 §__ 六、申請專利範圍 1. 一種由去除紙張上有機顏料之紙張脫墨的方法，其 包括： 利用無毒水溶性脫墨溶液使紙張濕潤，該溶液包括： .用來濕潤該紙張以使紙張纖維膨脹之水， 用來降低水表面張力以增強水濕潤紙張之水溶性表面 活性劑，及 不超過二種用來軟化有機顏料，但不溶解有機顏料， 並使有機顏料及紙張間之鍵結斷裂的水溶性溶劑； 將經軟化之有機顏料從紙張上去除，產生有機顏料顆 枚， 將紙張加熱以使脫墨溶液汽化； 將脫墨溶液從紙張上去除；及 將紙張壓延至原有尺寸，以供立即再使用。 2. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 該水及該表面活性劑在該脫墨溶液裡的比例爲10 : 1。 3. 根據申請專利範圍第2項之紙張脫墨的方法，其中 該脫墨溶液進一步包括對該水及表面活性劑之比例爲3 : 10的溶劑。 4. 根據申請專利範圍第3項之紙張脫墨的方法，其中 該該溶劑爲C12-C14脂族飽和烴類。 5. 根據申請專利範圍第3項之紙張脫墨的方法，其中 該該溶劑爲醚。 6. 根據申請專利範圍第3項之紙張脫墨的方法，其中 該溶劑爲二甘醇正丁醚。 (請先閱讀背面之注意事項3寫本頁) .裝 訂· 線—— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 Βδ C8 D8_____ 六、申請專利範圍 7. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其進 一步包括收集有機顏料顆粒。 8. 根據申請專利範圍第7項之紙張脫墨的方法，其進 一步包括回收有機顏料顆粒。 9. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其進 一步包括收集由該加熱所產生之蒸汽。 10·根據申請專利範圍第9項之紙張脫墨的方法，其中 .蒸汽的收集包括使被收集的蒸汽冷凝回到液態脫墨溶液及 回收經冷凝之脫墨溶液。 11. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 去除步驟包括掃除紙張以去除有機顏料顆粒。 12. 根據申請專利範圍第11項之紙張脫墨的方法，其 中該掃除步驟包括旋轉螺旋刷以去除紙張上的有機顏料顆 粒。 13. 根據申請專利範圍第12項之紙張脫墨的方法，其 .中該掃除步驟進一步包括收集來自該螺旋刷的有機顏料賴 粒。 14. 根據申請專利範圍第13項之紙張脫墨的方法，其 中收集步驟包括包括梳理螺旋刷以去除刷子上的有機顏料 顆粒。 15. 根據申請專利範圍第14項之紙張脫墨的方法，其 中梳理步驟包括使有機顏料顆粒沈積於回收格。 .16.根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 加熱步驟包括在紙張上吹動熱空氣以使紙張乾燥。 2 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------„——"丨裝---=---^訂------線 (請先閲讀背面'之注意事寫本頁)'-':丨— A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 Π.根據申請專利範圍第16項之紙張脫墨的方法，其 中熱空氣的溫度範圍可爲60°C-70°C。 18. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 壓延包括將紙張飼進已加熱滾筒之間。 19. 根據申請專利範圍第18項之紙張脫墨的方法，其 中滾筒的溫度範圍可爲20°C-60°C。 20. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 該水包括75%到87%的脫墨溶液。 21. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 表面活性劑包括1%到3%的脫墨溶液。 22. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 溶劑包括15%到20%脫墨溶液。 23. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 脫墨溶液具有6.5-7.5的酸鹼値的範圍。 24. 根據申請專利範圍第1項之紙張脫墨的方法，其中 溶劑包括乙二醇醚及芳族烴類。 25. 根據申請專利範圍第24項之紙張脫墨的方法，其 中該乙二醇醚可選自一群包括乙二醇正丁醚，二甘醇正丁 .醚，醋酸乙二醇正丁酯及醋酸二甘醇正丁酯。 26. 根據申請專利範圍第25項之紙張脫墨的方法，其 中芳族烴類可以選自一群包括4-甲氧基苯甲酸乙酯，3-甲 氧基苯甲酸乙酯及2-甲氧基苯甲酸乙基醚。 27. —種藉由去除紙張上有機顏料的紙張脫墨系統，其 包括： (請先鬩讀背面之注意事項δ寫本頁) 裝· -· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Θ規格（210X297公釐） 8 8 8 8 ABCD 申請專利範圍 利用無毒水溶性脫墨溶液使紙張濕潤的裝置，.該溶液 包括： , 用來濕潤紙張以使該紙張纖維膨脹之水， 用來降低水表面張力以备強水濕潤紙張之水溶性表面 活性劑，及，\ 不超適二種用來軟化有機顏料，不用溶解有機顏料， 並使有機顏料及紙張間之鍵結斷裂的水溶性溶劑； 將經軟化之有機齄料從紙張上去除，產生有機顏料顆 粒的裝置； 〆 將紙張加熱以使脫墨溶液汽化，將脫墨溶液從紙張上 去除的裝置；及 將紙張壓光，使紙福至該預定尺寸以供立即再使用的 裝置。 . 28. 根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 中該水及該表面活性劑在該脫墨溶液中的比例爲10 : 1。 29. 根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 中該表面活性劑係選自—群包括Triton Χ-15·5，Triton X-305，Triton X-405 及 BRD 2311 的族群中。 3〇·根據申請專利範圍第28項之紙張脫墨的系統，其 中該脫墨溶液進一步包括對該水及該表面活性劑之比例爲 3 : 10的溶劑。 31. 根據申請專利範圍第30項之紙張脫墨的系統，其 中該溶劑爲C12-C14脂族飽和烴類。 32. 根據申請專利範圍第30項之紙張脫墨的系統，其 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 請 先 閲 背 拳 t 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 中該溶劑爲醚。 33.根據申請專利範圍第3〇項之紙張脫墨的系統，其 中該溶劑爲二甘醇正丁醚。 34·根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 進一步包括收集有機顏料顆粒的裝置。 35. 根據申請專利範圍第34項之紙張脫墨的系統，進 一步包括回收有機顏料顆粒的裝置。 36. 根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 進一步包括收集由該加熱步驟所產生之蒸汽的裝置。 37. 根據申請專利範圍第36項之紙張脫墨的系統，其 中該收集蒸汽的裝置包括使被收集之蒸汽冷凝回到液態脫 墨溶液及回收經冷凝之脫墨溶液的裝置。 38·根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 中去除用的裝置包括掃除紙張以去除脫墨顆粒的裝置。 39.根據申請專利範圍第38項之紙張脫墨的系統，其 1掃除用的裝置包括旋轉螺旋刷以去除紙張上之有機顏. 粒的裝置。 ;展據申請專利範圍第39項之紙張脫墨的系統，其中該 1的裝置進一步包括收集來自該螺旋刷之有機顏料顆 粒的裝置。 41. 根據申請專利範圍第40項之紙張脫墨的系統，其 中該收集用的裝置包括包括梳理螺旋刷以去除刷子上有機 顏料顆粒的裝置。 42. 根據申請專利範圍第41項之紙張脫墨的系統，其

   (請先閱讀背面之注意事項θ寫本莧) .裝· 、va· 線 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 396062 六、申請專利範圍 中該梳理用的裝置包括使有機顏料顆粒沈積於回收格的裝 置。 43. 根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 中該加熱用的裝置包括在紙張上吹動熱空氣以使紙張乾燥 的裝置。 44. 根據申請專利範圍第43項之紙張脫墨的系統，其 中熱空氣的溫度範圍爲60°C-70°C。 45. 根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 中該壓延的裝置包括將紙張飼進已加熱滾筒之間的裝置。 46. 根據申請專利範圍第45項之紙張脫墨的系統，其 .中滾筒的溫度範圍爲20°C-60°C。 47. 根據申請專利範圍第29項之紙張脫墨的系統，其 中該水包括75%到87%的脫墨溶液。 48. 根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 中表面活性劑包括1%到3%的脫墨溶液。 49. 根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 中溶劑包括15%到20%脫墨溶液。 50. 根據申請專利範'圍第27項之紙張脫墨的系統，其 .中脫墨溶液具有6.5-7.5的酸鹼値範圍。 51. 根據申請專利範圍第27項之紙張脫墨的系統，其 中溶劑包括乙二醇醚及芳族烴類。 52. 根據申請專利範圍第51項之紙張脫墨的系統，其 中該乙二醇醚可選自一群包括、乙二醇正丁醚，二甘醇正丁 醚，醋酸乙nr酯及醋酸二甘醇正丁酯的族群中。’ 6 (請先閱讀背面之注意事項\^寫本頁) •澤· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙张尺度逋用中國國家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 3妨_运 I D8 六、申請專利範圍 53.根據申請專利範圍第52項之紙張脫墨的系統，其 中芳族烴類可以選自一群包括4-甲氧基苯甲酸乙酯，3-甲 氧基苯甲酸乙酯及2-甲氧基苯甲酸乙基醚的族群中。 (請先閱讀背面之注意事項 -裝-- 本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） L