废纸脱墨浅析

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实用 技术
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废纸脱墨浅析
再通过适当的机械处理，使油墨粒 子比较完整地从纤维表面脱离。其 中脂肪酶和酯酶降解植物基油墨； 果胶酶、 半纤维素酶、 纤维素酶和木 素降解酶则改变纤维表面或油墨粒 子附近的联接键， 从而使油墨分离， 经洗涤或浮选除去。 酶法脱墨主要用在 &’(、 彩色 胶印纸等采用特殊固化油墨印刷的 （木聚糖酶） 纸张。用半纤维素酶 处 理凸版印刷纸， 白度提高大； 对彩色 胶印纸，纤维素酶和半纤维素酶混 合使用， 所得纸浆白度高。 法国研究 人员用中性纤维素酶对 &’( 进行 脱墨的优越性作了探讨。经碱性化 学品处理后，用中性纤维素酶对纸 浆进行后处理，纸浆白度和油墨的 去除率得到进一步提高。美国林产 （)*+） 品实验室 的研究结果表明： 纤 维素酶能提高不含磨木浆和非接触 印刷废纸的脱墨效率，而且在处理 中性纤维素酶比酸性纤维 &’( 时， 素酶效果好。用纯碱性纤维素酶处 理复印纸或激光打印纸，纸浆白度 有较大提高， 残余油墨减少， 纸浆的 游离度和强度性能略有提高。
也是最原始的一种脱墨剂，它能有 效的脱除一般性油墨，并且碱性条 件下纤维不易受到破坏，具有良好 的保护性。 碱去污作用较快， 因此应 用 比 较 广 泛 ， 最 常 用 的 是 81?@、 能使油脂皂化， 破坏纸张上 813B?7 ， 的印色油膜， 减弱油膜的粘着力， 同 时由于纤维的膨胀，使纤维与油墨 结构松散以利于应用机械作用分离 之。 但其单独使用效果不佳， 配合使 用效果好，且可减少碱引起的纸浆 变色，使非纤维的物质变成可溶性 物质。 "5 3 表面活性剂脱墨剂 表面活性剂脱墨剂是在碱法脱 墨基础上发展起来的，主要是与碱 法脱墨药剂配合使用，用于脱除那 些对于碱法脱墨来说难度较大的油 墨， 如涂布纸中的多性能油墨， 这类 涂布纸多为彩色画报纸，因为涂布 纸是在原纸的基础上经涂布高分子 树脂和无机增白颜料及其涂布助剂 加工而成的，油墨不直接印在纤维 上而是印在涂布的涂层上，且印刷 油墨中载体树脂和颜料种类较多， 固化时多加入稀土或其它催干剂， 所以脱墨剂应以分散力较强的表面 活性剂为主， 辅之以碱液。 表面活性剂是脱墨剂中不可缺 少的化学药品，它决定了整个脱墨 剂中配方的优良与否，用作脱墨的 表面活性剂有两大类，阴离子表面 （油酸钠皂、 活性剂 硫醇、 脂肪酸皂、 烷基苯磺酸钠、 烷基硫酸钠、 脂肪醇 羧酸钠盐等 ）和非离子表面活性剂 （聚氯乙烯壬苯醚、 烷基酚聚氧乙烯 醚、聚氧乙烯 D 聚氧丙稀嵌段聚合 物、聚氧乙烯脂肪胺、烷基酰胺 等） 。在浮选脱墨法中， 大多以阴离
的溶剂迅速挥发， 挥发性小的溶剂， 依毛细管作用渗入纸张内部，这样 就使得存留在纸张表面的树脂连接 料和颜料粒子固着在纸张表面并干 燥。附加料则是为改善某些性能而 附加的一些填料， 为增塑剂、 稀释 剂等。 $ 废纸种类与脱墨
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纸张种类多样，但常用于脱墨 的有废新闻纸（)*+） 、废旧杂志纸 （),-） （,).） 和混合办公废纸 )*+ 由于填料、施胶少，吸收 性能强， 易润湿、 碎解， 加之印刷时 所用连接料都为油型连接料，用碱 法脱墨可以取得一定效果，加入合 理复配的表面活性剂能够更好的提 高浮选、洗涤效率，提高脱墨浆白 度， 降低尘埃度。 ),- 所用印刷的油墨为干燥 式或代固化式型，这类纸施胶度相 对较高， 纤维吸墨性较差， 印刷过程
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废纸脱墨浅析
废纸脱墨浅析
黄秀玲， 刘秉钺， 王晓敏 （大连轻工业学院， 辽宁， 大连， %%2#$! ）
中图分类号： 34 5"! 文献标识码： 6
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前言 众所周知，废纸作为一种潜在
空气中氧气的作用发生交联，固化 成膜，具有良好的附着力和一定的 抗水性， 但在碱性溶液中容易水解、 皂化， 因此脱墨较容易。 树脂则有天 然树脂和合成树脂，天然树脂中的 石油沥青、松香改性树脂和合成树 脂中的醇酸树脂抗水性低，在碱溶 液中易被除去，而聚酰胺类树脂经 固化后，发生交联成为坚固的体形 结构， 耐碱性大大增加， 传统的碱法 脱墨工艺几乎不起作用。有机溶剂 也是油墨连接料中的主要成分，当 油墨转移到纸张上以后，挥发性大
的纤维原料来源越来越受到人们的 重视。 近十几年来， 二次纤维的利用 率有了很大的增长，已成为一种重 要的纤维资源。作为废纸回用的关 键技术脱墨也正进行着巨大的变 革， 由最初的碱法脱墨， 发展到表面 活性剂脱墨以及最新的酶法脱墨。 不同的废纸由于其原料、油墨和印 刷方式的不同而需采用不同的脱墨 技术。本文从多方面论述了影响废 纸脱墨的因素。 " 油墨的组成及性质 油墨是一种稳定的胶体分散体 系，它的主要成分，即油墨的主剂， 是由作为分散相的颜料和作为连接 相的连接料所组成， 此外， 还含有一 些填料和附加料等助剂。颜料赋予 油墨以颜色， 连接料是颜料的载体， 在印刷过程中，它携带着颜料粒子 从印刷机的墨斗经墨辊辗转转移到 承印物表面而形成墨膜， 固着、 干燥 并粘结在承印物上。废纸脱墨要除 去的油墨粒子是连接料、颜料而形 成的微小粒子，而这与油墨干燥性 和墨膜特性有关，这恰恰又是连接 料的特点， 因此， 连接料对废纸脱墨 的影响最大， 脱墨的难易程度， 主要 取决于油墨连接料的性质。 连接料的成分比较复杂，有油 型连Fra Baidu bibliotek料、树脂型连接料和有机溶 剂。油型连接料主要为植物油和矿 物油， 由于含有不饱和键， 所以通过 !!
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中， 油墨吸附在纸上， 溶剂不能立即 被纤维吸收，而是通过干燥或者代 树脂固化在纸表面，树脂有一个化 学固化过程， 固化后油墨固着力强， 脱墨相对较难，脱墨时可采用高浓 度碱皂化加高渗表面活性剂剥离。 ,). 主要是静电复印纸和激 光打印纸，即为非接触性印刷废 纸。 印刷时加热油墨至熔融， 并加以 压力使其固定在纸上， 因此， 油墨的 牢固性、 耐磨性、 耐水性、 耐酸碱性 都很高。由于 ,). 采用的是特殊 固化油墨，所以油墨载体树脂不能 被碱皂化。传统的碱法脱墨工艺几 乎不起作用， 主要采用酶法脱墨。 ! !/ % 废纸脱墨原理与脱墨剂的基本 废纸脱墨原理 脱墨是根据油墨的特性，采用 合理的方法来破坏油墨粒子对纤维 的粘附力， 即通过化学药品， 机械外 力和加热等作用，将印刷油墨粒子 与纤维分离，并从纸浆中分离出去 的工艺过程。脱墨的整个过程大致 可分为以下 $ 个步骤： （%） 疏解分离纤维； （" ） 使油墨从纤维上脱离； （$）把脱出的油墨粒子从浆料 中除去。 废纸脱墨过程中脱墨化学品使 废纸上印刷油墨的表面张力降低， 从而产生润滑 0 渗透 0 乳化0 分散等 多种作用， 而机械 0 化学和热协同作 用才能使纤维上的油墨脱除干净。&1 ( 西南造纸 "##! 年 $$ 卷第 " 期 组成及性质
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由于废纸种类不同，使得纸张 （化学浆、 所用的浆料 磨木浆等） 性 （特 质不同； 而且油墨的组成和性质 别是连接料） 也不同， 因此所采用的 脱墨方法、药品配方和工艺技术也 有所不同。要取得好的脱墨效果必 须对废纸进行分类，然后按不同类 别的印刷废纸，决定脱墨的配方和 工艺技术条件。 （#） （含酶加入位置） 加料顺序 化学法脱墨通常采用的加料顺 序是先加药品于碎浆机中，经热水 溶解和调到一定的浓度，然后再迅 速加入废纸，使脱墨药剂更加均匀 地和废纸接触和反应，以得到均匀 稳定的效果。 如采用先加废纸， 后加 药液的顺序，在碎解过程中油墨粒 子可能进入纤维细胞腔内部，使之 在其后的洗涤和浮选时，不易被悬 浮出来， 而降低脱墨效率。 酶法脱墨，由于外界环境对大 分子酶本身的活性和反应性影响较 大，加上酶与纤维间发生生化反应 的复杂性，酶在实际生产过程中加 入的部位，在一定程度上影响着脱 墨浆的质量。 实验表明， 在碎浆过程 中加入酶比碎浆后加入的效果好， 以保证酶与纤维充分接触。 （ %） 浆料的 <E 值 一般废纸脱墨剂多为碱性脱墨 剂，脱墨时浆料 <E 值多数控制在 特别 > 9 -- 之间。但对于染色废纸， 是不易除去的颜料和处理湿强纸 时，则应采用较低的 <E 值和高温， 因为这一类纸往往不易分离成纤维。 酶液有较大的 <E 值适应范围， <E 的偏酸性和中性范围内可获得 理想的脱墨效果； <E 在碱性范围内 （大于 AB $） 时脱墨效果下降明显。 （! ） 浆浓 浆料碎解浓度对碎解和脱墨效 果有直接的影响。 对于化学法脱墨， 西南造纸 #$$! 年 %% 卷第 # 期
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成。在脱墨过程中所起化学和物理 作用各不相同，有些药剂同时起着 几种作用。 因而， 整个脱墨过程实际 上是在多种化学品协同作用下完成 的。 如皂化油墨粒子需皂化剂， 而分 散剂的作用是分散和游离油墨粒子 等。单一脱墨剂组分不可能达到最 佳脱墨效果， 必须组成合理配方。 因 此脱墨剂是降低废纸与印刷油墨的 表面张力而产生润湿、渗透、乳化、 分散和脱色等多种作用的综合体。 （ >） （81?@） 氢氧化钠 81?@ 在脱墨过程中主要是起 它能使纤维 皂化作用和调解 -@ 值， 润胀，在水力碎浆机机械摩擦作用 下， 胶料更容 81?@ 使油墨中树脂、 易被皂化，使油墨中的碳黑粒子乳 化分散， 从纤维中分离。 同时使纸张 中的松香皂化，便于纤维分散。 81?@ 一般用于不含磨木浆的废纸 脱墨。 （3） （ @3 ? 3 ） 过氧化氢 @3 ?3 既是脱墨剂又是漂白剂， 主要作为漂白剂，它在碱性溶液中 不破坏木素，只破坏发色基团和防 止纸浆返黄。@3 ?3 主要用于含机械 浆的废纸脱墨，以稳定和提高废纸 浆的白度和白度稳定性，它通常与 813#A?7 一起使用。 （7 ） （813 #A?7 ） 硅酸钠 813#A?7 是一种渗透性的缓冲 剂和分散剂，在脱墨过程中它具有 润滑和分散作用，既能皂化油类又 能分散颜料，并使纸浆不吸附油 墨。 在较低 -@ 值下比 81?@ 脱墨效 果好， 脱墨浆白度较高， 纤维损伤较 小，特别是适合处理含磨木浆较多 的废纸。硅酸钠与 @3 ?3 同时使用， 脱墨效果更好， 它有助于 @3 ?3 的稳 定， 使其效果充分发挥。
化学研究所研制的长链烷基磷酸单 脂， 水玻璃配合使用 81?@ 水溶液， 的脱墨剂。其中的长链烷基磷酸单 脂是用三氯氧磷与十二烷基磷酸脂 合成，主要是十二烷基磷酸脂作为 捕捉剂加入脱墨剂中，可显著降低 再生纸中的残余墨粒数。磷酸单脂 作为捕捉剂用于脱墨剂可促进油墨 粒子集中在浮选泡沫层中。 9 >4 = 再如：三元表面活性剂复配脱 墨剂这种脱墨剂是由三元表面活性 剂复配而成，三元指烷基苯磺酸盐 F 脂肪酸盐 F 烷醇酰胺。三元组分 中既有发泡性、乳化分散性的组分 （分散型表面活性剂 ） ，又有使油墨 粒子形成较大颗粒的组分 （集中型 表面活性剂） ， 因此这种配方在浮选 D 洗涤脱墨工艺中脱墨效果较理 想，比单纯的洗涤法或浮选法效果 都好。 9 >> = : 酶法脱墨剂 生物酶脱墨技术是 34 世纪 <4 年代发展起来的新型脱墨技术。生 物酶能够有选择性的作用于油墨与 纤维之间的交界面，促使纤维的润 胀， 使纤维与油墨之间的连接减弱， !"
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脱墨剂的基本组成及性质9: ; <= 脱墨剂一般由多种化学品组
" "5 >
脱墨剂的种类 碱性脱墨剂 碱性脱墨剂是最常用的一类，
子型和非离子型两种表面活性剂混 合使用。浮选脱墨法的表面活性剂 要有一定的起泡性能和分散处理后 的油墨收集能力。 注意， 非离子表面 活性剂的成分不能过高，由于其具 有强烈分散油墨的性能，使油墨粒 子分散并乳化在纸浆中，从而增加 浮选难度。洗涤法使用的表面活性 剂具有低起泡， 渗透， 乳化， 分散等 功能。洗涤法脱墨分散剂常用的表 面活性剂如壬基酚乙氧基化物和乙 （即碎 氧基化直链醇。 用于短序脱墨 浆机脱墨 ） 的分散剂通常是环氧乙 烷 E 环氧丙烷共聚物， 乙二醇和脂肪 醇烷氧化物的混合物。 例如：由西北轻工业学院应用
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酶系统的优点在于： ! 白度可提高 # 9 % 个百分点。 " :;<<= 污垢可被 去除 >?@ ，而普通碱性系统只能去 除 A?@ B #白水中 C’D 值较低， 因 此处理时需要较低的高分子絮凝 剂。$ 纸浆物理性质与碱法脱墨浆 相近。 /010234 %!# 在 <E 值从弱碱 性到中碱性较宽的条件范围下，温 度不超过大约 "?F 均有活性。 , -% . 再如：用于美国 GA 废纸的酶法 脱墨剂，是由山东大学微生物技术 国家重点实验室和华南理工大学制 浆造纸工程国家重点实验室联合研 制的。 A 美国废纸的组成是：H$ @ “纽约时报” 为纸龄 > 个月的 黑白印