二、印刷方法對油墨特性和浮選脫墨的影響 對應(yīng)刷油墨的基本要求是要滿足印刷方法的需要。對不同的印刷方法,油墨與纖維的接觸途徑是不同的、對油墨的物理和化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生不同的變化,這些油墨特想的變化直接影響著浮選脫墨效率。 根據(jù)油墨凝固機(jī)理,印刷方法可以分為兩大類。 第一類是油墨的附著是通過吸收和蒸發(fā)的印刷方法。在這種情況下,油墨是以不同的粘度適應(yīng)不同的印刷需要。 石版印刷方法是基于油墨和水不能混合的原理,印刷版上的圖象面積是制成可接受油基油墨而不是水,石版印刷油墨常稱膠版油基油墨,是基于抗水載色劑(連接劑)和顏料載水或乙醇中是不能流出的。該法用于用刷新聞紙、有光澤的雜志、書籍和攝影的復(fù)制品。在此法中,膠印冷固油墨是在室溫下簡單地為紙張的毛細(xì)孔所吸收,而顏料隨后就留在紙的表面而沒有另加干燥,這就是油墨的液體組份滲透到紙頁內(nèi),而留下固體組分在紙面。縱使附著是在干燥或化學(xué)反應(yīng)下進(jìn)行,仍有吸收作用。因此,膠印冷固油基油墨的性質(zhì)在印刷過程中沒有明顯的變化。 活版印刷及其改良印刷,苯胺凸版印刷也就是這種印刷方法,其油墨是用于印刷版上的凸出表面,當(dāng)印刷版壓在紙也上時(shí),在印刷版凸出表面上的油墨就轉(zhuǎn)移到紙上。活版印刷用油墨具有中等的或低的粘度和快速干燥的性能,常用的時(shí)油基和水基油墨。此法是印刷報(bào)紙、雜志的典型方法。 輪轉(zhuǎn)凹版印刷是利用印刷版凹進(jìn)去的面積形成圖像,油墨就充滿在這凹進(jìn)去的面積上,紙張由彈性橡膠壓輥壓到凹進(jìn)去的面積上與油墨接觸。輪轉(zhuǎn)凹版印刷典型的是用于印刷彩色報(bào)紙和雜志。 在活版和凹版印刷時(shí),水基油墨和油基膠版熱固油墨是在60℃蒸發(fā)掉揮發(fā)性溶劑(如水或低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑,如芳香族的碳?xì)浠衔锘蝓ィ┒M(jìn)行干燥,樹脂和其他無聊與顏料結(jié)合而留在紙上。由于印刷時(shí)無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,印刷后油基膠印熱固油墨和干燥了的水基油墨保持著它們原來的疏水特性。 第二類重要的印刷方法是間接印刷。印刷時(shí)需要相對較高的溫度使油墨附著到纖維上。當(dāng)用細(xì)粉狀固體油墨時(shí),則這些印刷方法就是影印和激光印刷。影印方法,潛像是在帶電荷的光電導(dǎo)性表面形成再轉(zhuǎn)移到紙上,即帶電荷的表面接受光反射出記錄的潛像進(jìn)行復(fù)印。從非印刷面積反射的光線就形成表面電荷而消散掉,沒有見到光線的面積則保留它們原來的電荷。這些帶電荷的面積暴露在帶相反電荷的色料粒子下,色料粒子就粘附到帶電荷的面積上,形成可見的圖像。最后,這個(gè)圖象被轉(zhuǎn)移到紙上。色料粒子加熱到200℃時(shí)就使病烯酸苯乙烯酯熔化并使色料熔融了,并與紙纖結(jié)合變成直徑為mm級(jí)的聚合粒子,形成圖像。這些粒子大小的變化可以從掃描電鏡(SEM)照片和光學(xué)顯微鏡(OM)照片清楚地看出。同時(shí)也可以從原子力顯微鏡(AFM)照片清楚地看出原影印色料小粒子熔融后的變化范圍。激光印刷是由激光束幫助形成的圖象,其印刷原理與影印相似。激光束在有電荷的曬鼓上,在無圖像面積上中和電荷而形成潛像,色料粒子到曬鼓上后粘附在有電荷的圖像面積上并形成可見的圖象,該圖像再轉(zhuǎn)移到紙撒謊女冠,色料粒子熔融再紙的表面。因此,如前所述,激光印刷色料組成是與影印色料的組成相似的,再印刷過程中,激光印刷粒子也進(jìn)行類似的物理和化學(xué)的變化,激光印刷色料粒子再印刷后從20μm增加到幾個(gè)mm(見圖4)。 由于上述兩種印刷的色料在印刷過程中受到熱(熔融)、光和氧(空氣)短時(shí)間的作用,苯乙烯基特別是在色料粒子表面的苯乙烯基進(jìn)行氧化和聚合形成了過氧化物,印刷是色料聚合又形成了較大的粒子,這使纖維素與之產(chǎn)生了化學(xué)的結(jié)合,也使纖維素纖維被色料油墨粒子所包圍;另外,氧化作用在油墨表面產(chǎn)生了較大的極性(磁性),這就使浮選更為困難,即使油墨能從纖維上分離下來到浮選漿料中,仍然會(huì)有一些纖維素纖維與油墨粒子粘結(jié)在一起,這兩種影響將使色料油墨粒子更親水性,這就是辦公廢紙浮選脫墨效率為什么低的原因。為此,就需要設(shè)計(jì)改良的脫墨方法,如磁分離技術(shù);也可設(shè)計(jì)特定的色料粒子。 總之,新聞紙印刷用油基(膠印冷固和膠印熱固)油墨含有w=45%~60%的油和w=5%~35%的樹脂,水基油墨含有w=40%的水和w=30%的樹脂(聚苯乙烯)。激光印刷和影印色料含w=60%~90%的苯乙烯丙烯酸酯共聚物。除了水基油墨是溶解于水(但其干燥后的殘留物是疏水性的)以外,其他油墨(包括干燥過的水基油墨)原來就是疏水性的。因此,油墨能夠用泡沫浮選的方法從親水性的纖維素纖維中分離出來。 因?yàn)椴煌挠∷⒎椒?,在印刷過程中油墨進(jìn)行了不同的物理和化學(xué)的表面性質(zhì)變化。新聞紙用油基膠印冷固油墨是由紙的毛細(xì)孔簡單地吸收來完成印刷的,而水基油墨和油基膠印熱固油墨是在溫度低于60℃時(shí)的物理干燥(蒸發(fā))來完成印刷的。因此,這些油墨在它們的化學(xué)性質(zhì)方面特別是它們在疏水特性方面沒有重大的變化,這就使它們在浮選時(shí)很容易與纖維素維分離。而影印和激光印刷色料粒子在印刷過程中受熱/光的作用熱熔融到纖維素維上,由于暴露在熱(高達(dá)200℃)、光和氧(空氣)的環(huán)境下,色料粒子進(jìn)行聚合和氧化,隨后形成過氧化物與纖維連接。這種聚合作用形成了強(qiáng)力的虎穴物理結(jié)合,并產(chǎn)生了較大的粒子。氧化作用又使色料粒子表面生產(chǎn)了較大的極性(磁性),降低了浮選脫墨的效率,這也證明了印刷方法改變了印刷油墨的表面化學(xué)和物理性質(zhì),對浮選脫墨效果有著決定性的影響。 為了改進(jìn)激光印刷影印廢紙的浮選脫墨效率,必須考慮新色料粒子的設(shè)計(jì)和印刷色料粒子的表面性質(zhì)。 信息來源: 星火設(shè)計(jì)
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