СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЕЧАТНОЙ КРАСКИ С ПОВЕРХНОСТИ БУМАГИ
METHOD TO REMOVE PRINTING INK FROM PAPER SURFACE

Изобретение относится к технологии удаления печатной краски с поверхности бумаги.
Известен способ удаления печатной краски и устройство для его осуществления (См. патент РФ №2094219), включающий создание равномерного по площади поперечного сечения потока суспензии макулатуры в резервуаре от впускного отверстия к выпускному отверстию, введение потока аэрированной суспензии во множество мест, последовательно разнесенных вдоль траектории потока, удаление печатной краски из волокон бумаги флотированием ее вверх на микроскопических пузырьках воздуха методом пенной флотации, при этом поток суспензии рециркулируют из ряда мест к соответствующему ряду мест введения потока, каждое из которых расположено перед первым рядом мест по ходу движения потока.
К недостаткам известной технологии можно отнести сложность выполнения операций, связанную с преобразованием макулатуры в измельченное состояние ее волокон - суспензию и низкое качество получаемой конечной продукции.
Известен способ отбелки целлюлозной массы (см. патент РФ №2131491) перекисью водорода в присутствии эффективного количества по меньшей мере одного биоразлагаемого 1-аминоалкан-1,1-дифосфонатного хелатообразовавателя, включающего водородные атомы, алькильные, циклоалкильные и алконольные радикалы карбоксильные радикалы, образующие совместно с азотным атомом пиперидиновую, пирролидиновую или морфолиновую группы, а также щелочной металл и аммоний.
К недостаткам известного способа можно также отнести сложность технологии, высокие затраты превращения макулатуры и древесины в волокнистую массу и значительный расход воды.
Известен способ удаления пишущего состава с поверхности листа бумаги, осуществляемый при помощи фломастера, содержащего корпус и средство с обесцвечивающим составом на основе красителя трифенилметанового ряда, состоящего из смеси 1-2%-ного водного раствора гидроокиси натрия, 3%-ного водного раствора сульфита натрия и 0,005%-ного водного раствора тетрагидробората натрия при соотношении 1:1:1. См. патент РФ №2026326. - прототип. Пишущий состав с поверхности бумаги удаляют путем ручного возвратно-поступательного воздействия на него средством с обесцвечивающим составом, содержащимся в корпусе фломастера.
К недостаткам известного способа можно отнести низкую производительность обесцвечивания бумаги с нанесенным на нее пишущим составом, невозможность использования известного способа для массовой очистки поверхности бумаги от нанесенной на нее печатной краски и низкое качество бумаги после обесцвечивания, заключающееся в появлении на поверхности бумаги участков с разрыхленной и неровной поверхностью.
Задачей настоящего изобретения является создание малозатратной краткой во времени технологии удаления печатной краски с поверхности листов бумаги с возможностью ее повторного использования.
Поставленная изобретением задача достигается тем, что лист бумаги с печатной краской подвергают последовательному воздействию сначала рентгеновского электронного излучения, затем встряхиванию листа бумаги с отделением краски от поверхности листа бумаги и последующему вакуумному отсосу отслоившейся краски.
Бумагу воздействию электронного излучения подвергают в течение 0,1-10,0 секунд мощностью 0,1-1,0 мкрентген/час.
Встряхивание листа бумаги осуществляют при помощи, например, ультразвукового, электромагнитного или механического излучателя.
Вакуумный отсос отслоившихся частиц краски осуществляют путем пропускания потока воздуха с частицами краски через фильтрующий элемент.
Новизной предложенного способа является последовательное воздействие на бумагу с печатной краской сначала электронным излучением при помощи рентгеновской лучевой трубки с последующим встряхиванием листа бумаги с отделением от ее поверхности печатной краски. Вакуумный отсос отделившейся краски предотвращает ее повторное налипание на поверхность очищенной бумаги.
Признаки выполнения операций воздействия на бумагу с печатной краской электронным излучением в течение 0,1-10,0 секунд мощностью 0,1-1,0 мкрентген/час, встряхивание листа бумаги при помощи, например, ультразвукового, электромагнитного или механического излучателя и вакуумный отсос отслоившихся частиц краски, осуществляемый путем пропускания потока воздуха с частицами краски через фильтрующий элемент, - являются признаками дополнительными, раскрывающими конкретное выполнение основных признаков и направлены на достижение поставленной изобретением задачи.
Согласно проведенным патентно-информационным исследованиям предлагаемый способ является новым, признаки существенными и неочевидными, промышленно выполнимыми при помощи серийно выпускаемого оборудования и направленными на достижение поставленной изобретением задачи.
На фиг.1 схематично представлено устройство для осуществления предлагаемого способа.
На фиг.2 в увеличенном масштабе представлен разрез А-А по отводящим патрубкам.
Устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из корпуса 1, облицованного рентгенозащитным материалом 2, например свинцом с перфорированными направляющими 3, рентгеновской лучевой трубки 4, ультразвукового излучателя 5, обеспечивающего колебательное встряхивание листов бумаги и механизма для вакуумного удаления отделившейся от бумаги печатной краски, состоящего из вытяжного вентилятора 6, смонтированного на воздуховоде 7 за фильтрующим элементом 8. Лист 9 бумаги после подачи в направляющие 3 перемещается при помощи листопротяжного механизма, выполненного в виде принимающих 10 и выдающих 11 бумагу роликов (валиков) с приводом, обеспечивающим их вращение с заданной скоростью (привод на чертеже не показан). На входе листа 9 бумаги в перфорированные направляющие 3 смонтирован датчик 12 наличия листа бумаги в направляющих 3 и включения рентгеновской трубки на заданную длительность и установленную мощность облучения. На выходе листа бумаги из направляющих 3 смонтирован датчик 13 выдачи листа 9 бумаги из устройства. Отсос смеси воздуха с частицами печатной краски осуществляется при помощи отводящих патрубков 14 и 15.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:
Листы 9 бумаги, которые необходимо очистить от печатной краски, подаются в перфорированные направляющие 3 корпуса 1. При этом срабатывает датчик 12 (фотореле) наличия листа бумаги в направляющих 3 и включается рентгеновская лучевая трубка 4 для воздействия на лист бумаги с печатной краской электронным излучением заданной мощности и длительности от 0,1 - 10 секунд. По окончании прохождении листа 9 по направляющим 3, если дальнейшей подачи листов бумаги не происходит, срабатывает датчик 13 и рентгеновская лучевая трубка 4 выключается. При этом после облучения листа 9 бумаги структура слоя печатной краски под воздействием рентгеновского излучения изменяется, молекулы краски переходят в возбужденное состояние, что влечет за собой разрыв химических связей в краске и распаду кристаллической решетки ее веществ. В это время частицы краски, пришедшие в возбужденное состояние, при воздействии на них, например, ультразвуковым 5, или электромагнитным, или механическим излучателем колебаний легко отделяются от поверхности листа 9 бумаги и при помощи патрубков 14 и 15 вакуумного механизма через отверстия в перфорированных направляющих 3 и воздуховод 7 частицы краски вместе с воздушным потоком, создаваемым вентилятором 6, поступают в фильтр 8, где и задерживаются.
Конкретный пример осуществления предлагаемого способа:
Листы 9 писчей бумаги формата А4 с односторонним печатным на принтере текстом один за другим подавали в направляющие 3 корпуса 1. При подходе листа 9 к датчику 12 фотореле срабатывало и кратковременно от 0,1 секунды включалась рентгеновская лучевая трубка 4, воздействуя электронами на поверхность листа 9 бумаги.
Частицы краски, пришедшие в состояние разрыва химических связей (радиолиз) от импульса рентгеновского излучения (см. «Сильноточные импульсные электронные пучки в технологии». Изд-во Наука 1983, год.), при последующем воздействии на них ультразвуковых колебаний легко отделялись от поверхности листа бумаги 9 и при помощи патрубка 14 вакуумного механизма через отверстия в перфорированных направляющих 3 частицы краски вместе с воздушным потоком поступали в фильтр 8. Очищенный от частиц краски воздух удалялся из корпуса 1 устройства. При подаче в направляющие 3 корпуса 1 листа писчей бумаги с двухсторонним текстом частицы краски, пришедшие в возбужденное состояние с химическим разрывом связей после рентгеновского облучения и при последующем воздействии на лист бумаги ультразвуковых колебаний и под воздействием создаваемого вакуумным средством потока воздуха, поступающего через отверстия перфорированных направляющих 3 при помощи отводящих патрубков 14 и 15, также легко отделялись от бумаги и улавливались фильтром 8. Все очищенные от печатной краски листы писчей бумаги не имели на поверхности следов краски и представляли собой качественный, как и первоначальный вид бумаги с сохранившейся белизной.
Время, в течение которого разрывается химическая связь краски и в течение которого ее частицы переходят в возбужденное состояние незначительное. Если в это время бумагу не встряхивать, химические связи восстанавливаются и краска вновь прочно становится связанной с волокнами поверхности листа бумаги.
Предлагаемый способ удаления печатной краски с поверхности бумаги позволяет значительно снизить целый ряд сложных экологически вредных, затратных технологических процессов, связанных с получением белой деловой бумаги. Многократный оборот уже готовой деловой бумаги при помощи предлагаемого способа позволяет сохранить лесные ресурсы, уменьшить вред природе, а ввиду малой ее себестоимости имеет экономическую целесообразность.
В настоящее время авторами разрабатывается конструкторская документация. Опытный образец устройства, изготовленный авторами по эскизам, осуществляющий предлагаемый способ, показал положительные результаты работы. Во время проведения испытаний очищенные от печатной краски листы писчей бумаги имели первоначальную белизну и качество. Очищенная бумага была безопасной для дальнейшего ее использования.
Принято решение в первом полугодии 2011 года изготовить промышленный образец устройства, осуществляющего предлагаемую технологию, и провести комплексные испытания.