探究不同的條件下水性油墨脫墨性能的影響

    隨著人們環(huán)保意識的增強，水洗油墨在包裝印刷和商業(yè)印刷行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。水性油墨不同于以往的溶劑型油墨依靠溶劑的揮發(fā)干燥，溶劑的沸點越低，油墨的干燥速度越快，同時越容易釋放出有毒氣體污染環(huán)境及傷害身體健康。而水性油墨即采用水作為溶劑，在揮發(fā)過程中大大降低VOC的排放，消除了對環(huán)境及人體健康的負面影響，所以作為“綠色”印刷材料被使用。

 

    一、水性油墨的組成

 

    水性油墨是由特定的水性高分子樹脂、顏料、水、添加助劑等經(jīng)過物理化學(xué)過程組合而成的油墨。使用水作為溶劑，油墨轉(zhuǎn)移到印刷物上，水經(jīng)過揮發(fā)或滲入印刷物，油墨逐漸干燥。水性高分子樹脂在油墨中主要起連接料的作用，使油墨具有一定的流動性能，并提供與印刷物之間的粘附力，使油墨在印刷后形成均勻的墨層。

 

    二、水性油墨在脫墨中存在的問題

 

    隨著水性油墨被廣泛使用，廢紙中包含的水性油墨的比例也越來越高，在進行脫墨操作時，水性油墨廢紙產(chǎn)生的油墨例子較難被去除。主要原因是水性油墨廢紙采用堿性條件脫墨會使油墨例子分散成非常細小的顆粒，這些細小顆粒在浮選過程中難以被氣泡捕集，重新沉積在纖維表面，大幅度降低脫墨漿的白度。

 

 

 

    通過保持浮選條件、實驗原料及儀器設(shè)備、藥品用量相同情況下，改變碎漿溫度、時間、濃度、pH值等條件，研究對水性油墨脫墨效率的影響。

 

    圖1碎漿溫度對脫墨漿白度的影響

 

    從上圖1中可以看出，隨著碎漿溫度的升高，脫墨漿的白度先升高后降低，碎漿溫度為50℃時，脫墨漿的白度值最高為61.5%ISO。主要原因是在溫度較低時候，纖維不易潤脹，油墨不易從纖維表面剝離，溫度升高，纖維吸水潤脹，油墨易從纖維表面剝離，當溫度達到60℃后，高溫使油墨粒子的擴散作用加強，出現(xiàn)白度降低的現(xiàn)象。

 

    圖2碎漿時間對脫墨漿白度的影響

 

    從上圖2中可以看出，隨著碎漿時間的增加，脫墨漿的白度持續(xù)降低，主要原因是碎漿10min可以充分的將油墨從纖維表面剝離，而提高碎漿時間，越來越多的油墨在纖維表面發(fā)生沉積。

 

    圖3碎漿濃度對脫墨漿白度的影響

 

    從上圖3可以看出，隨著碎漿濃度的提高，脫墨漿白度呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，主要原因是在漿濃度較高的情況下，纖維間的揉搓、擠壓作用越來越強，導(dǎo)致較多的油墨例子沉積在纖維表面，影響脫墨漿白度低。而漿濃度較低的情況下，纖維間的揉搓作用減弱，油墨難以被剝離。

 

 

    從上圖4中可以得到，隨著碎漿pH值的升高，脫墨漿白度呈現(xiàn)出先升高，后降低的趨勢，其中在pH為7時，脫墨漿白度最高。主要原因是酸性條件纖維不易潤脹，殘留在纖維上的油墨量較多，而堿性條件下，隨著pH值的升高，油墨粒子的粒徑逐漸變小，易于沉積在纖維表面，使白度降低。

 

 

    通過保持碎漿條件、實驗原料及儀器設(shè)備、藥品用量相同情況下，改變浮選溫度、時間、濃度等條件，研究對水性油墨脫墨效率的影響。

 

 

    從上圖5中可以得出，隨著浮選溫度的提高，脫墨漿白度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。主要原因是溫度的增加有利于油墨粒子與纖維間的剝離，當溫度達到50℃時，表面活性劑產(chǎn)生的氣泡速度快且穩(wěn)定，使油墨粒子易于浮出，當溫度達到60℃時，泡沫的破裂速度過快，使已吸附的油墨粒子重新回到脫墨漿中。

 

 

    從上圖6可以得出，隨著浮選時間的增加，脫墨漿白度有先升高后降低的趨勢。主要原因是廢紙懸浮液中油墨濃度大，泡沫吸附的油墨粒子多，浮選時間的增長使更多的油墨粒子被氣泡帶走，白度提高，但是到了一定時間后，油墨粒子數(shù)量已經(jīng)很少了，氣泡中夾帶的細小纖維增加，所以白度出現(xiàn)降低。

 

    圖7浮選漿濃度對脫墨漿白度的影響

 

    從上圖7中可以得出，隨著浮選漿濃度的提高，脫墨漿白度有先升高后降低的趨勢。主要原因是在較低濃度的提升過程中，相應(yīng)的表活劑的用量也在提高，降低了脫墨漿的表面張力，使油墨更好的被剝離，但是濃度提升到一定后，纖維間相互連接，氣泡帶著油墨粒子穿過這些纖維網(wǎng)絡(luò)的難度增大，使油墨易于沉積在纖維間，白度出現(xiàn)降低。

 

    分別單獨使用陰離子、陽離子和非離子類型的表活劑進行脫墨，探究其對水性油墨脫墨效率的影響。

    圖8不同種類表活劑對脫墨漿白度的影響

 

    從上圖8可以得出，三種類型表活劑中，陽離子類的脫膜效果最好，非離子類的次之，陰離子類的較差。主要原因是陽離子類型表面活性劑對油墨粒子的捕集較好，浮選時產(chǎn)生的泡沫均勻且粒徑較小，能很好的將捕集的油墨粒子帶出；非離子類型表面活性劑與油墨粒子的結(jié)合中等，浮選時泡沫雖然較高但是粒徑大，不易于油墨粒子的剝離；陰離子表面活性劑對水性油墨的捕集較差，泡沫量低且不規(guī)則，難以將油墨粒子從纖維間帶出。

 

 

    分別使用相同用量的非離子加陰離子與非離子加陽離子表活劑兩種組合進行測試。

    圖9不同種類表活劑復(fù)配對脫墨漿白度的影響

 

    從上圖9中可以得出，采用非離子表活劑加陽離子類型表活劑配合使用比非離子加陰離子類型表活劑復(fù)配使用的脫墨效率更高。主要原因是非離子類型與陽離子類型表活劑配合使用時，水性油墨粒子較好的絮聚，且能產(chǎn)生豐富、均勻的泡沫漿油墨粒子剝離帶出，白度有所提高，而使用非離子類型加陰離子類型表活劑時，泡沫對油墨粒子的捕集比較弱，但是提高了發(fā)泡性能，所以白度提高的較低。

 

    通過此次研究測試表明，脫墨漿白度均在提升到一定的數(shù)值后會有回落，其中碎漿工藝中，控制碎漿pH值為7，碎漿濃度為10%，碎漿時間為10min，碎漿溫度為50℃下，脫墨漿的白度能有較大的提升。在浮選工藝中，控制浮選濃度在1.0%，浮選時間為5min，浮選溫度為50℃，脫墨漿的白度提升較好。在表活劑的選用中，單一類型表活劑中陽離子類型脫墨效率較好，非離子類型脫墨效率次之，陰離子類型脫墨較差，將表活劑配合使用，非離子類型加陽離子類型表活劑的脫墨效率提升較高，非離子類型加陰離子類型表活劑的脫墨效率提升一般。