Что касается полиграфической бумажной продукции, то в ходе испытания на пригодность к утилизации основное внимание уделяется ее обесцвечиванию.Тем не менее отталкиваемость должна быть обеспечена в качестве предварительного условия для испытания на деинкинг.Графические бумажные изделия, как правило, не имеют проблем с отказоустойчивостью, а урожайность целлюлозно-бумажной продукции специально не определяется.В отличие от этого упаковочные бумажные изделия могут вести себя совершенно по-другому во время отбрасывания, и в этом случае масса отбраковки определяется отдельно.Поскольку графическая и упаковочная бумага для рециркуляции, как правило, обрабатывается в различных условиях промышленной целлюлозы (графическая бумага для рециркуляции: высокая степень согласованности целлюлозы с химическими веществами/упаковочная бумага для рециркуляции: низкая согласованность без химических веществ), лабораторные имитационные модели рециркуляции должны учитывать эту конкретную ситуацию.
Деинкирование является наиболее важным этапом процесса переработки бумаги для рециркуляции в качестве сырья для производства деинкированной целлюлозы (дип), которая используется главным образом для изготовления новых графических документов, гигиенических документов или белых верхних слоев упаковочной бумаги и картона.Deinking-процесс удаления типографских красок из навозной жижи целлюлозы для улучшения оптических характеристик целлюлозы и бумаги с использованием печатного сырья.Удаление чернил осуществляется в два этапа: отделение чернил от поверхности волокна и отделение чернил от навозной жижи целлюлозы.Первая фаза происходит во время отбраковки и зависит от печатной продукции, т.е. от качества бумаги, технологии печати, отделки, возраста и т.д., а также от химических и механических условий процесса.Затем отделенные частицы чернил удаляются путем флотации или промывки (см. также операции секций и оборудование в процессе переработки волокна).
Термин "способность к обесцвечиванию" означает способность к обесцвечиванию печатного продукта и определяется следующим образом: "возможность удаления чернил и/или тонера из печатного продукта в значительной степени посредством процесса обесцвечивания.Это должно восстанавливать, насколько это возможно, оптические свойства непечатного продукта"
Деинкинг флотацией является преобладающей технологией, используемой в европе, азии и северной америке.Deinking путем стирки является и будет по-прежнему ограничены специальными продуктами, такими как гигиенические бумаги из-за лучшего удаления минералов.Для обоих процессов отслоение чернил от поверхности бумаги является необходимым условием для получения хорошего результата деинкинга.По сравнению с минеральным маслом, растворителями или водосодержащими чернилами отделить перекрестные и растительные краски сложнее.Для того чтобы процесс флотации был эффективным, типографские чернила должны иметь определенные дополнительные специфические характеристики.Они должны быть гидрофобными и должны находиться в определенном диапазоне размеров частиц, с тем чтобы их можно было использовать для флотации на рис. 1.Как правило, размер частиц варьируется от 10 до 100 градиентовНа самом деле диапазон значительно больше;По крайней мере, с разумной эффективностью в диапазоне от 5 до 10 углов до максимального диапазона от 250 до 500 угловДругие публикации предлагают аналогичные диапазоны, но не содержат сведений о Том, каким образом были получены эти данныеТочные пределы также зависят от гидрофобности и жесткости частиц чернил, а также геометрии частиц.Другими важными предпосылками эффективности флотационного деинкинга являются надлежащие гидродинамические условияО них должны заботиться конструкционные и эксплуатационные параметры флотационного оборудования.
На рис. 2 показаны некоторые листы очищенной мякоти для демонстрации различных результатов обесцвечивания.На левых примерах водной флексографической газеты, в центре хорошая сморщиваемая офсетная газета с минеральным маслом на основе чернил и с правой стороны сверху офсетная газета с растительным маслом на основе и слишком много чернильных красок, а внизу цифровая газета на основе безбумажной бумаги с уф-отвердителем предпечатной печати.
Промывка не чувствительна к физико-химическим свойствам чернил.Частицы чернил должны быть отделены от волокон, но не требуют какого-либо конкретного химического состава поверхности.Важной характеристикой очистки является то, что процесс удаляет из целлюлозы все частицы размером менее 40 микрон 8.Это включает штрафы и минералы (наполнители и пигменты для нанесения покрытий).Высококачественные гигиенические бумаги или заводы, производящие заменители целлюлозы, должны иметь обезжиренную целлюлозу с низким содержанием минеральных веществ.Эти заводы работают на этапах промывки, в основном в дополнение к флотации.На большинстве деингирующих установок желательно в значительной степени сохранять штрафы и полезные ископаемые.В этих случаях низкая урожайность является запретительной для практически осуществимой операции.
Пигменты чернил имеют очень низкий размер частиц ниже 1 дюйма.Однако для деинкинга флотации важен размер частиц фрагментированной чернильной пленки после отталкивания.В обычных процессах печати-печати букв, офсетной и ротационной печати-размер частиц чернил варьируется от 2 до 300, а основной диапазон-от 5 до 50 9
Размер частиц в фрагментированной чернильной пленке после отталкивания, а также гидрофобность частиц в значительной степени зависят от компонентов чернил, от механизма сушки и, в определенной степени, от взаимодействия между чернилами и субстратом.Основными компонентами типографских чернил, используемых в обычных процессах офсетной, флексографической и ротационной печати, являются чернила транспортных средств, красители (пигменты чернил или красители), добавки, такие как сушильные средства, и другие компоненты.Транспортное средство функционирует в качестве носителя (например, растворители) и связующего вещества (например, смолы).Процесс печати и требования принтера определяют выбор компонентов и их пропорцию.В таблице 1 показана структура традиционных типографских красок, имеющих отношение к деинкингу.
Таблица 1.Состав типографских чернил 10
| Ink Components | Proportion |
|---|---|
| Vehicles – Carrier (e.g. solvents) – Binder (e.g. resins) | 10 % – 70 % 10 % – 70 % |
| Colorants (pigment or dyes) | 5 % – 30 % |
| Additives | 0 % – 10 % |
| Fillers | 0 % – 10 % |
В обычных процессах печати используются чернила с различными составами по техническим причинам.В зависимости от процесса печати последовательность чернил может варьироваться от низкой вязкости до толстой, эластичной и вязкой.Сажа углерода используется для всех типов черных чернил.Рецепты отличаются, особенно для количества и типов транспортных средств и добавок.Изготовитель чернил может вносить соответствующие коррективы в рамках этих рецептов для удовлетворения особых требований в связи с техническими условиями и печатными субструями.
Папки в печати чернил частично отвечают за формирование чернильной пленки.Они окружают пигменты, переносят их через чернильно-печатную установку и крепко прикрепляют к печатной подложке после процесса сушки.
Носители в типографских чернилах растворяют твёрдые папки и сохраняют чернила в жидкости для прессы.Растворенная папка в носителе представляет собой лак или транспортное средство.Это контролирует последовательность чернил.После нанесения чернил на субстрат носители должны испариться в максимально возможной степени, не оставляя следов или не проникая в субстрат, что позволит связующему веществу образовать пленку.Некоторые папки основаны на возобновляемых ресурсах, а другие являются синтетическими.
Носители и папки сильно отличаются друг от друга по своим физическим и химическим характеристикам в зависимости от процесса печати, используемого для нанесения штрихов и желаемых характеристик.В таблице 2 показаны папки и носители для различных процессов печати.Подразделения папок и носителей иллюстрируют разнообразие возможных символов.Очевидно, что чернила будут иметь разные характеристики.
Таблица 2.Папки и носители для различных процессов печати 11
| Printing Process | Binders | Carriers |
|---|---|---|
| Offset (coldset) | Hydrocarbon resin, Bitumen (for black inks) | Mineral oil |
| Offset (heatset, sheetfed) | Drying oils Alkyd resin Phenol-modified colophony resin Hydrocarbon resins | Mineral oil |
| Rotogravure | Colophony derivatives Hydrocarbon resins | Toluene |
| Water-based flexography | Acrylic resins Maleic resins | Water (Alcohols) |
Важными базовыми материалами среди натуральных чернил являются колофония (смола), асфальт и битум.Сушильные масла растительного происхождения (льняное масло и соевое масло).Они производятся из семян масла с очисткой путем переработки.Алкидные смолы и жирные кислотные алкильные эфиры модифицируются для сушки масел.Другой природный базовый материал для чернил бинтов целлюлозы.
Большинство синтетических папок являются продуктами полимеризации.Важными синтетическими связующими элементами являются поливинилхлорид, поливинилакриламидные сополимеры, акриловые и углеводородные смолы.В водосодержащих чернильных системах, которые становятся все более важными, используются акриловые дисперсии или сапонифицированные акриловые или малеиновые смолы.
Наиболее важными носителями инков являются спирты (изопропанол и этанол), эфиры (этилацетат), гликолы и гликольские производные (метоксипропанол), кетоны (ацетон), углеводороды (минеральные масла, толуол) и вода.В таблице 3 показано общее влияние компонентов чернил на способность к обесцвечиванию.
Таблица 3.Характеристики компонентов чернил, которые влияют на способность к обесцвечиванию 12
| Characteristics of Ink Component | Deinkability “good” | Deinkability “poor” | |
|---|---|---|---|
| Pigment | Hydrophilic | x | |
| Hydrophobic | x | ||
| Alkali-resistant | x | ||
| Not alkali-resistant | x | ||
| Binder | Polar | x | |
| Covalent | x | ||
| Good cross-lingking | x | ||
| Poor cross-linking | x | ||
| Alkaline-soluble | x | ||
| Alkaline-insoluble | x | ||
| Poor pigment wetting | x | ||
| Good pigment wetting | x | ||
| Particle size | Small | x | |
| Large | x |
Процесс сушки чернил имеет решающее значение для выбора связующего вещества и носителя, а также для состава чернил и обесцвечивания печатной продукции.К различным видам сушки относятся:
- Физическая сушка чернил
- Поглощение чернил в абсорбирующий слой печати
- Испарение растворителя
- Химическая сушка чернил
- Окислительная сушка
- Сушка под воздействием высокоэнергетического излучения (ультрафиолетовое излучение и электроническое излучение луча).
Абсорбция и испарение относятся к категории физической сушки, поскольку не происходит никаких существенных изменений, за исключением поглощения носителей печатной субстратой или испарения растворителей в воздухе.Окислительная и высокоэнергетическая радиационная сушка относится к категории химической сушки.Связующие молекулы здесь увеличиваются за счет поглощения кислорода или полимеризации.Офсетная печать использует сочетание различных методов сушки, как показано в таблице 4.Контакт чернильной пленки с печатным субстратом различается в зависимости от процесса сушки.
Таблица 4.Процессы сушки чернил 13,14
| Vehicles and Reactions | Drying Process | Printing Process | Subtrate |
|---|---|---|---|
| Drying oils, alkyd resins + oxygen | Chemical: oxidative polymerisation | Sheet-fed offset | Paper, board |
| Mineral oils penetrate substrate | Physical: absorption | Offset (all variations) | Newsprint Uncoated paper Coated paper |
| Mineral oils evaporate in special dryers | Physical: evaporation and part absorption | Web offset Heatset | Coated paper Uncoated paper |
| Resins harden by radiation | Physical/ Chemical: oxidation comb. with absorption (IR drying) Polymerisation (UV drying) | Sheet-fed offset Web offset | Paper, board |
| Solvent or water evaporates under heat or in air stream | Physical: Evaporation | Toluene-based rotogravure, Water- and solvent-based rotogravure and flexo | Paper, board |
Расширяется практика цифровой печати без последствий.Как и в предыдущие годы, он более не ограничивается лишь канцелярскими работами.В настоящее время эти технологии используются также для прямой рассылки, персонализации и даже для печатания газет.Цифровая печать состоит из двух основных групп, т.е. тонерной печати и струйной печати, и печатные продукты ведут себя совершенно по-разному в процессе деинкинга.
После прочтения этой главы читатель должен получить общее представление о принципе обесцвечивания печатной продукции в зависимости от процесса печати, фрагментации типографских чернил и химического состава чернил.
