探討環保油墨在紙張回收中問題的解決方法
2008-09-28 00:00 來源:中國油墨網 責編:覃麗妮
廢紙回收利用過程中的關鍵問題就是如何將油墨和雜質從紙纖維中完全脫離,其中的脫墨則是這個關鍵問題中的難點所在。現在的印刷油墨種類繁多,如平版膠印油墨、柔性版印刷油墨、絲網印刷油墨、凹版油墨、水性油墨、UV 油墨(紫外光固化油墨)等,每種印刷油墨脫墨的難易程度都不盡相同,其中尤以UV 油墨和水性油墨的脫墨難度最大。這里就UV 油墨和水性油墨在廢紙處理的脫墨過程中所遇到的問題,及當前世界各國對這些問題如何解決做一些探討。
一、廢紙回收過程
一般來說,廢紙除墨處理大致可分為粉碎制漿、過濾、離心清洗、浮選法去雜質、漂洗等五個步驟,分別簡單介紹如下:
1.粉碎制漿:在這一步中先將廢紙中比較大的生活垃圾,如塑料片、雜碎物等除去,然后把預處理過的廢紙倒入混合釜中,接著將水、苛性堿、酶加入釜中,經過一段時間的浸泡和機械攪拌、粉碎,廢紙便被制成待用的紙纖維漿料。油墨及其它一些雜質可從紙纖維中脫離出來,并得到一定的粒徑分布。
2.過濾:將制成的紙纖維漿料通過旋轉的濾網,使大顆粒油墨及雜質滯留在濾網上。被篩除的油墨粒徑可由一系列的濾網網目來控制,一般通過此步粒徑在360 微米以上的油墨顆粒都可除去。
3.離心清洗:根據密度的差異,利用離心力將紙纖維從非紙纖維的雜質中脫離出來。兩種物質是否能完全分離關鍵在于它們之間的密度差異,差異越大,分離越徹底,因此在這一步中只能將粒徑在100 微米-360 微米的油墨雜質除去。
4.浮選法去雜質:先將浮選劑(即表面活性劑)加入紙漿中,這樣不僅可以穩定泡沫利于浮選,還可以增強雜質的憎水性,使其能較容易地脫離水的束縛。這時再向紙漿中通入空氣,形成氣泡,雜質由于浮選劑的作用粘附于氣泡上,并隨氣泡浮至液面,最后將雜質除去。這一過程的關鍵在于雜質的重量:既要有足夠的重量穿透氣泡的氣液界面,并附著在氣泡上,還要使氣泡有足夠的浮力將雜質帶至液面。因此若要在這一過程中將大部分的雜質除去。就應將雜質粒徑控制在20微米~150 微米以內。這是整個回收過程中最重要的一步,回收紙的質量等級基本取決于該步驟所脫去油墨等雜質的程度。
5.漂洗:用大量清水沖洗紙漿,可將粒徑小于10 微米的雜質除去。
廢紙回收中脫墨的主要操作問題就是如何將油墨從紙纖維中除去,并有效控制油墨雜質的粒徑,得到理想的粒徑分布以利于分離。不能被脫去的油墨殘留在紙漿中將大大影響再生紙的光潔度。 二、UV 油墨在廢紙回收中出現的問題及解決方法
1.出現的問題
UV 油墨在我國油墨行業中是一個剛剛步入快速增長的新型油墨品種,每年都以較快的增長率遞增。UV 油墨以其無溶劑符合環保、干燥速度快、縮短印刷周期、各種耐性強等優勢正在各種印刷領域嶄露頭角。任何事物有利必有弊,UV 油墨在印刷過程中所表現的優點在廢紙處理的脫墨過程中卻恰恰是缺點所在。
UV 油墨是一種反應干燥型油墨,它的組成主要為:反應型連接料、光引發劑、顏料、助劑(蠟、流平劑等)、單體稀釋劑等。它的連接料主要以丙稀酸環氧樹脂等齊聚物為主要原料,以各類反應單體為稀釋劑,光引發劑在紫外光的激發下,生成自由基或陽離子,并引發鏈反應,整個體系迅速發生交聯反應,使連接料和稀釋劑等反應物質完全轉變為固體。這樣印刷在紙張表面的UV 油墨就變為類似于塑料膜的油墨膜,這層膜由于聚合體的網狀結構,具有韌性強、機械強度大等優點,使UV 油墨在耐化學腐蝕性、耐候性、耐摩擦性等耐性方面尤為突出。
然而這種耐性的優勢卻恰恰給廢紙回收帶來重重困難。首先,在粉碎制漿過程中,UV 油墨與紙纖維較難分離。就普通的膠印油墨來說,其樹脂連接料與堿液發生皂化作用和水解作用,加之氫氧化鈉溶液將紙纖維溶漲,在雙重作用下油墨可比較容易的被脫除。但UV 油墨的耐化學腐蝕性,使其在堿性環境下無法發生皂化反應和水解反應,而且其本身的網狀結構使其與紙纖維的結合力相當牢固,因此在普通的堿環境下不易分離。
其次在過濾過程中,UV 油墨較難被有效分離。由于上述原因,從紙纖維中分離出來的油墨多數是大幅的片狀膜,有的滿版印刷的印品甚至會整張油墨膜被剝落下來。這種膜近似于塑料膜,韌性極強,在粉碎過程中不易粉碎,很難達到理想的20 微米~150 微米的粒徑分布范圍。雖然某些很大的油墨膜可通過過濾的方法加以分離,但UV 油墨膜韌性強又極易變形,在過濾過程中會因擠壓變形,隨紙纖維一起通過濾網。 還有,UV 油墨膜與水的密度相當,用離心清洗方法加以清除也很難將其有效去除。
一、廢紙回收過程
一般來說,廢紙除墨處理大致可分為粉碎制漿、過濾、離心清洗、浮選法去雜質、漂洗等五個步驟,分別簡單介紹如下:
1.粉碎制漿:在這一步中先將廢紙中比較大的生活垃圾,如塑料片、雜碎物等除去,然后把預處理過的廢紙倒入混合釜中,接著將水、苛性堿、酶加入釜中,經過一段時間的浸泡和機械攪拌、粉碎,廢紙便被制成待用的紙纖維漿料。油墨及其它一些雜質可從紙纖維中脫離出來,并得到一定的粒徑分布。
2.過濾:將制成的紙纖維漿料通過旋轉的濾網,使大顆粒油墨及雜質滯留在濾網上。被篩除的油墨粒徑可由一系列的濾網網目來控制,一般通過此步粒徑在360 微米以上的油墨顆粒都可除去。
3.離心清洗:根據密度的差異,利用離心力將紙纖維從非紙纖維的雜質中脫離出來。兩種物質是否能完全分離關鍵在于它們之間的密度差異,差異越大,分離越徹底,因此在這一步中只能將粒徑在100 微米-360 微米的油墨雜質除去。
4.浮選法去雜質:先將浮選劑(即表面活性劑)加入紙漿中,這樣不僅可以穩定泡沫利于浮選,還可以增強雜質的憎水性,使其能較容易地脫離水的束縛。這時再向紙漿中通入空氣,形成氣泡,雜質由于浮選劑的作用粘附于氣泡上,并隨氣泡浮至液面,最后將雜質除去。這一過程的關鍵在于雜質的重量:既要有足夠的重量穿透氣泡的氣液界面,并附著在氣泡上,還要使氣泡有足夠的浮力將雜質帶至液面。因此若要在這一過程中將大部分的雜質除去。就應將雜質粒徑控制在20微米~150 微米以內。這是整個回收過程中最重要的一步,回收紙的質量等級基本取決于該步驟所脫去油墨等雜質的程度。
5.漂洗:用大量清水沖洗紙漿,可將粒徑小于10 微米的雜質除去。
廢紙回收中脫墨的主要操作問題就是如何將油墨從紙纖維中除去,并有效控制油墨雜質的粒徑,得到理想的粒徑分布以利于分離。不能被脫去的油墨殘留在紙漿中將大大影響再生紙的光潔度。 二、UV 油墨在廢紙回收中出現的問題及解決方法
1.出現的問題
UV 油墨在我國油墨行業中是一個剛剛步入快速增長的新型油墨品種,每年都以較快的增長率遞增。UV 油墨以其無溶劑符合環保、干燥速度快、縮短印刷周期、各種耐性強等優勢正在各種印刷領域嶄露頭角。任何事物有利必有弊,UV 油墨在印刷過程中所表現的優點在廢紙處理的脫墨過程中卻恰恰是缺點所在。
UV 油墨是一種反應干燥型油墨,它的組成主要為:反應型連接料、光引發劑、顏料、助劑(蠟、流平劑等)、單體稀釋劑等。它的連接料主要以丙稀酸環氧樹脂等齊聚物為主要原料,以各類反應單體為稀釋劑,光引發劑在紫外光的激發下,生成自由基或陽離子,并引發鏈反應,整個體系迅速發生交聯反應,使連接料和稀釋劑等反應物質完全轉變為固體。這樣印刷在紙張表面的UV 油墨就變為類似于塑料膜的油墨膜,這層膜由于聚合體的網狀結構,具有韌性強、機械強度大等優點,使UV 油墨在耐化學腐蝕性、耐候性、耐摩擦性等耐性方面尤為突出。
然而這種耐性的優勢卻恰恰給廢紙回收帶來重重困難。首先,在粉碎制漿過程中,UV 油墨與紙纖維較難分離。就普通的膠印油墨來說,其樹脂連接料與堿液發生皂化作用和水解作用,加之氫氧化鈉溶液將紙纖維溶漲,在雙重作用下油墨可比較容易的被脫除。但UV 油墨的耐化學腐蝕性,使其在堿性環境下無法發生皂化反應和水解反應,而且其本身的網狀結構使其與紙纖維的結合力相當牢固,因此在普通的堿環境下不易分離。
其次在過濾過程中,UV 油墨較難被有效分離。由于上述原因,從紙纖維中分離出來的油墨多數是大幅的片狀膜,有的滿版印刷的印品甚至會整張油墨膜被剝落下來。這種膜近似于塑料膜,韌性極強,在粉碎過程中不易粉碎,很難達到理想的20 微米~150 微米的粒徑分布范圍。雖然某些很大的油墨膜可通過過濾的方法加以分離,但UV 油墨膜韌性強又極易變形,在過濾過程中會因擠壓變形,隨紙纖維一起通過濾網。 還有,UV 油墨膜與水的密度相當,用離心清洗方法加以清除也很難將其有效去除。
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