北半球の脱墨パルプ工場では、毎年夏になると、原料や工程設定に目立った変化がないにもかかわらず白色度が低下します。原因は多くの場合、古紙そのもの、つまり印刷インクがベールとしてパルパーに届く前にどのように経時変化するかにあります。製紙業界ではこの現象を夏季インク効果と呼んでいます。

夏季インク効果を引き起こす要因

印刷インクは顔料とバインダーの混合物で、流動性、乾燥性、耐摩擦性のためにフィラーや添加剤が加えられています。熱はこの混合物を変化させます。周囲温度が上昇すると、バインダーが移行し、シート上で異なる硬化を起こします。そのため、再生工場に届いた時点のインク皮膜は、印刷機を出たときの皮膜とは異なります。

鉱物油と植物油のバインダーは異なる経時変化を示す

新聞用の黒インクは通常、バインダーとして鉱物油を用いるのに対し、カラーインクは植物油を用いることが多くなっています。この二つは時間の経過とともに大きく異なる挙動を示します。黒インクでは、鉱物油は当初は紙の表面にとどまります。4〜6か月の経時変化の間に、そのほとんどがシート内部へ移行します。鉱物油は酸素を取り込みにくいため、表面に残った少量のバインダーはほとんど架橋しません。剛直なネットワークを形成せず、弱くてもろい構造となって崩れ、非常に小さなインク粒子の集まりになります。

植物油インクは別の経路をたどります。そのバインダーも表面から始まりますが、酸素を容易に吸収します。同じ経時変化の後、油の一部は紙へ移行しますが、多くは表面にとどまり、顔料と結合したままです。植物油中の不飽和二重結合は架橋した剛直な構造の形成を可能にし、その構造が紙の繊維に付着します。

古い新聞紙がパルパー内で異なる挙動を示す理由

この二つの経時変化の経路が、再生パルプ化の際の挙動を決めます。鉱物油インクと植物油インクで印刷された古い新聞紙を同じパルパーで離解すると、鉱物油インクの方がより容易に細片化します。その結果、離解後に測定される有効残留インク濃度であるERIC値が高くなります。十分な洗浄の後でも、パルプは繊維に再付着して除去できなくなったインク粒子をより多く含みます。この不可逆的な再付着が白色度を低下させます。

工場の記録にも同じ季節パターンが現れる

このパターンは各地域で繰り返し確認されています。カナダの脱墨パルプ白色度は6月から8月にかけて年間最低値に達します。米国北部の工場では7月と8月に最低値を記録し、通常水準より約1.4パーセント低くなります。当社の古紙脱墨ラインも同じ曲線をたどり、7月と8月に白色度が最も低くなります。最低点の合格率は1998年に46.2パーセント、1999年に71.2パーセント、2000年に2.6パーセント、2001年に11.3パーセントを記録しました。数値は年ごとに変動しますが、季節的な形は変わりません。

脱墨工程における実務的な見方

夏季インク効果は、古紙の脱墨を行うあらゆる国と地域で現れるため、想定外の事象としてではなく通常の計画に組み込むべきものです。7月と8月の落ち込みを予測している工場は、白色度が低下する前に原料配合を調整し、ERIC値をより注意深く追跡し、洗浄管理を厳格化できます。鉱物油と植物油のバインダーがどのように経時変化するかを把握しておくことは、工程チームが最も重要な変更点を検討するための確かな出発点となります。