摘要：當(dāng)今社會(huì)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量廢紙，造成了環(huán)境污染、能源及經(jīng)濟(jì)損失，因此國(guó)家制訂了有關(guān)廢紙回收的規(guī)定，并加強(qiáng)了廢紙回收的工業(yè)建設(shè)。在廢紙回收過程中，需要對(duì)廢紙上的油墨進(jìn)行脫除。不同的印刷方法具有不同的脫墨性。文章針對(duì)不同的印刷方法介紹了其對(duì)浮選脫墨的影響。

關(guān)鍵詞：油墨印刷方法；浮選脫墨；廢紙回收；水基油墨；脫墨效率 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TS744 文章編號(hào)：1009-2374（2016）01-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.030

1 概述

在日常生活中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量廢紙，造成了環(huán)境污染、能源及經(jīng)濟(jì)損失，一些國(guó)家還因此制訂了有關(guān)廢紙回收的規(guī)定，并加強(qiáng)了廢紙回收的工業(yè)建設(shè)，廢紙回收量正在逐步增加。油墨在印刷品廢紙中占有一定質(zhì)量，因此要想進(jìn)行回收，就必須將這些油墨去除。由于不同的紙張使用的印刷方法不同，每種印刷品的脫墨性也不同，因此這些差異對(duì)廢紙回收產(chǎn)生一定影響。以往人們只在乎印刷品質(zhì)量，開發(fā)并生產(chǎn)印刷適應(yīng)性能強(qiáng)的油墨，而忽略了它的脫墨性，如今人們已經(jīng)逐漸注意到了這一點(diǎn)。因此，無論是造紙行業(yè)或印刷行業(yè)，還是油墨工業(yè)，都應(yīng)以提高廢紙回收率為己任，貢獻(xiàn)自己的力量。

2 油墨的成分、種類和特點(diǎn)

油墨是一種用于印刷的著色劑，以微粒的形式均勻地與連接劑結(jié)合，呈帶黏性的流體狀。

2.1 油墨成分

油墨的組成成分有顏料物質(zhì)、填料物質(zhì)、連接料以及附加物質(zhì)等。

2.1.1 顏料。油墨中的顏料主要是為了顯色，直接影響了油墨的性質(zhì)，它分為無機(jī)顏料和有機(jī)顏料兩種，既可以是天然的，也可以是人工合成的。

2.1.2 填料。填料是一種白色的粉狀物質(zhì)，可以是透明、半透明或者不透明的。填料起到節(jié)約顏料使用量、增加流動(dòng)性、調(diào)節(jié)油墨黏稠度的作用。

2.1.3 連接料。連接料也叫調(diào)墨油，它可以充當(dāng)黏合劑讓油墨具有黏性，可以使顏料分散，讓油墨具有流動(dòng)性，還起到將圖像轉(zhuǎn)移到紙張上的作用。另外，連接料也與油墨成膜后顏料與紙張表面的結(jié)合有關(guān)。連接料影響了油墨的酸堿性、抗水性、顏色和印刷品質(zhì)，它的組成成分包括各種合成樹脂、礦物油、水和溶劑等。

2.1.4 附加劑。為了使油墨性能得到加強(qiáng)，通常會(huì)將一些附加物質(zhì)添加進(jìn)去，所以也稱添加劑，比如干燥劑、增塑劑以及稀釋劑等。

2.2 油墨種類及特性

在報(bào)紙印刷中通常使用的油墨為苯胺凸版水基油墨，它具有親水性，所含成分里有50%都是水。如今報(bào)紙的印刷方法變成了彩色膠版印刷法，所以更多使用的是油基膠印冷固油墨以及膠印熱固油墨，另位還有影印油墨和激光印刷油墨。油墨在分解后主要生成非極性化合物，所以具有疏水性，浮選脫墨時(shí)就很容易將它們與纖維素纖維分離。

3 油墨印刷方法對(duì)浮選脫墨的影響

適應(yīng)印刷方法是對(duì)印刷油墨的基本要求。在不同的印刷方法中，油墨與纖維通過不同的突降進(jìn)行接觸，這就導(dǎo)致油墨發(fā)生的物理及化學(xué)性質(zhì)變化也不相同，對(duì)浮選脫墨工序造成不同影響。

3.1 冷固性膠版印刷方法

膠版印刷方法是利用油無法與水相融的原理，印刷版上的圖像部分被設(shè)計(jì)成可以附著油基油墨，而不能附著水。它以連接劑（抗水載色劑）與顏料在乙醇或者水中無法流出為基礎(chǔ)。此方法一般在有光澤的雜志、新聞紙及書刊的印刷中能夠見到。冷固性膠版印刷是在室溫下進(jìn)行，膠印冷固油基油墨可以被吸收進(jìn)紙張的毛細(xì)孔，顏料跟著留存在紙張表面，沒有進(jìn)行額外的干燥工序。也就是說油墨中液體組成成分被吸收進(jìn)紙張內(nèi)部，而其中的固體組成成分留在外面。就算在干燥或化學(xué)反應(yīng)條件下進(jìn)行附著，吸收作用仍然存在。所以在印刷過程里，膠印冷固性油基油墨并沒有產(chǎn)生較大的改變。這種方法的可脫墨性主要由油墨成分所決定，如果冷固性油墨中含有礦物油而缺少氧化組分，脫墨便會(huì)難以進(jìn)行，尤其在夏天高溫的情況下。另外油墨中含有不飽和植物油時(shí)，發(fā)生的氧化作用也阻礙了油墨的去除。

3.2 熱固性膠版印刷方法

熱固性膠版印刷大部分都是四色印刷，干燥過程是在印刷結(jié)束前進(jìn)行，以紅外干燥與熱風(fēng)干燥為主。熱風(fēng)通過對(duì)紙張進(jìn)行加熱，利用蒸發(fā)作用將紙張上油墨中的溶劑組分蒸發(fā)出來達(dá)到干燥的目的；非涂布紙熱固性印刷品如果經(jīng)歷了一定時(shí)間，就會(huì)使脫墨過程難以進(jìn)行，也就是說很難將油墨與紙張分離。干燥后的油墨具有脆性，就算成功脫下也不能保持完整而變成較大的油墨碎片，不利于浮選的進(jìn)行，浮選過后會(huì)有大的油墨點(diǎn)留在漿中。熱固性膠印油墨中含有的不飽和醇酸樹脂是非常有害的物質(zhì)，具有高溫下易老化的特點(diǎn)。經(jīng)過試驗(yàn)證明，要想避免油墨氧化過多，可以盡量減少溶劑蒸發(fā)，使脫墨變得更容易。印刷完成的一個(gè)月到一個(gè)半月的時(shí)間后，不飽和的醇酸樹脂因?yàn)榘l(fā)生氧化而變硬，這種物質(zhì)使印刷品脫墨變得困難，因?yàn)橹荒苋コw維表面上的部分油墨形成的薄膜。膠版印刷品的脫墨難度根據(jù)類型的不同而有差異，其中最易進(jìn)行脫墨的是涂布紙印刷的雜志，它比報(bào)紙更容易使用傳統(tǒng)的浮選脫墨方法進(jìn)行脫墨。

3.3 苯胺凸版印刷

苯胺凸版印刷常使用油基油墨和水基油墨，能夠快速干燥，黏度為低等或者中等。其基本原理是在印刷版的凸出面上附著油墨，再將其印在紙面上，使凸出面上的油墨轉(zhuǎn)到紙上。該方法在報(bào)紙及雜志的印刷中通常會(huì)用到。使用水基油墨印刷時(shí)脫墨性能比較差，利用傳統(tǒng)的浮選脫墨方法效率較低，當(dāng)脫墨環(huán)境為堿性時(shí)，會(huì)溶解掉黏結(jié)劑，使油墨變成非常小的顆粒，因而浮選脫墨的難度較大。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)改進(jìn)油墨配方的脫墨工藝，以利于提高苯胺印刷品的脫墨效率。

3.4 輪轉(zhuǎn)凹版印刷

輪轉(zhuǎn)凹版印刷的原理就是將圖像在印刷版上形成凹面，在凹下去的部分內(nèi)布滿油墨，利用具有彈性的橡膠壓輥將紙張壓到凹面里，從而讓紙張更好地接觸到里面的油墨。一些彩色的報(bào)紙和雜志就是用的輪轉(zhuǎn)凹版印刷法。輪轉(zhuǎn)凹版印刷與苯胺凸版印刷一樣，這兩種方法使用的水基油墨和油基油墨里含有的揮發(fā)性溶劑是在60℃下進(jìn)行蒸發(fā)達(dá)到干燥的目的（揮發(fā)性溶劑指的是水或者像酯和芳香族碳?xì)浠衔镱惖姆悬c(diǎn)低的有機(jī)溶劑），留下來的樹脂等各種物質(zhì)結(jié)合于顏料而保存在紙張上。這兩種方法的印刷過程沒有涉及到化學(xué)反應(yīng)，所以在印刷之后，干燥的水基油墨與油基油墨都沒有改變?cè)械氖杷裕虼藳]有對(duì)浮選脫墨造成較明顯的影響。

3.5 影印方法與激光印刷

這種方法是先在帶有電荷的光電導(dǎo)性表面上形成潛像，隨后將其轉(zhuǎn)移到紙上，也就是說以光的形式將記錄的潛像發(fā)射在帶電荷的表面，然后再進(jìn)行復(fù)印。不是印刷圖像的面積反射出來的光就會(huì)以表面電荷的方式消散，沒出現(xiàn)光線的部分電荷保留。帶電荷的表面與帶相反電荷的色料粒子相接觸，并將其吸附到自身表面形成能看見的圖像。為了熔化丙烯酸乙烯酯，色料粒子與紙頁(yè)的結(jié)合是在200℃條件下進(jìn)行的。色料粒子的大小只有幾μm，在影印過程中，無數(shù)色料粒子發(fā)生熔融，再結(jié)合到紙纖維上形成聚合粒子，進(jìn)而產(chǎn)生圖像，聚合粒子直徑大小以mm計(jì)算。激光印刷是利用激光束進(jìn)行的，與影印有著相似的印刷原理。在有電荷的硒鼓上制造激光束，激光束與非圖像部分表面上的電荷中和后產(chǎn)生潛像，色料粒子與硒鼓接觸后，與帶電荷的圖像部分結(jié)合而形成可視圖像，色料粒子熔融后轉(zhuǎn)移到紙頁(yè)上。所以就像前面所說的，兩種方法所用色料有著相似的組成。激光粒子在印刷后也發(fā)生了類似的物理及化學(xué)變化。

在印刷過程中，這兩種印刷方法使用的色料短暫地與熱、光與空氣發(fā)生作用，色料粒子上的苯乙烯基發(fā)生了氧化和聚合反應(yīng)，導(dǎo)致了過氧化物的生成，再加上色料聚合生成了大粒子，使色料粒子和纖維素纖維產(chǎn)生了化學(xué)結(jié)合，并將其包圍；此外，色料油墨粒子由于發(fā)生了氧化反應(yīng)而具有了較強(qiáng)的劑型，使浮選脫墨變得更加難以進(jìn)行。就算油墨能脫離纖維，但是部分纖維素纖維仍可以粘附油墨粒子，這兩種作用使油墨粒子的親水性得到加強(qiáng)，造成浮選脫墨的效率低下，加之裝置的不同，效果也有所差異，中小紙廠的質(zhì)量較差，脫墨后白度僅提高4%～5% ISO。所以，可以設(shè)計(jì)出不一樣的色料粒子以及改進(jìn)脫墨方法，提高脫墨效率。經(jīng)研究表明，脫墨劑通常由多種化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成，能夠起到有效分散和游離墨粒子的作用，單一的脫墨劑很難達(dá)到理想的脫墨效果，需要多種化學(xué)品相互作用、滲透和乳化才能實(shí)現(xiàn)。蘭州理工大學(xué)輕工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)研究，配制出了由水玻璃、OH鈉和氨基磷酸單脂合劑組成的脫墨劑，氨基磷酸單脂合劑由十二氨基磷酸酯和三氯氧磷組成，能夠有效降低紙張的殘余墨粒，而磷酸單脂是脫墨劑的捕捉劑，便于墨粒子集中于浮選泡沫層。較之單一的脫墨劑，這種新型混合配方使脫墨率增加了67%，值得大力推廣。

4 結(jié)語(yǔ)

在上述幾種印刷方法使用的油墨中，只有水基油墨具有親水性，但在干燥之后形成的固體物質(zhì)是不溶于水的，再加上其他的油墨本身就具有疏水性，所以為了分離纖維素纖維和疏水性的油墨，可以考慮使用泡沫浮選的方法。在印刷過程中，印刷方法的差異使油墨發(fā)生了不同的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)方面的變化。由于油基膠印冷固油墨的原理較簡(jiǎn)單，只涉及到紙張表面的毛細(xì)孔吸收作用，然而水基油墨以及油基膠印熱固油墨的操作溫度是60℃以下，通過蒸發(fā)干燥來進(jìn)行，所以以上油墨并沒有發(fā)生化學(xué)性質(zhì)，尤其是疏水性上的明顯變化，浮選脫墨程序可以相對(duì)較容易地完成。對(duì)于影印和激光印刷方法來說，使用的色料粒子由于在印刷時(shí)受到了熱的作用而發(fā)生熔融，進(jìn)而與紙纖維結(jié)合，加上高溫、空氣中的氧和光，使色料粒子發(fā)生氧化作用和聚合作用，氧化作用生成的過氧化物結(jié)合于纖維，而聚合作用具有較大的物理化學(xué)結(jié)合力生成較大的粒子。加上色料粒子表面因氧化作用產(chǎn)生的極性性質(zhì)，對(duì)浮選脫墨造成較大的影響，難以有高的脫墨效率，所以需要設(shè)計(jì)新的色料粒子，并改善粒子的表面特性。

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作者簡(jiǎn)介：孫鵬（1976-），男，江蘇人，天津世紀(jì)天源安全衛(wèi)生評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)有限公司工程師，研究方向：職業(yè)病危害監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)。

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