СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЕЧАТНОЙ КРАСКИ ОТ МАКУЛАТУРЫ
METHOD OF REMOVING PRINTING INK FROM WASTE PAPER

Изобретение относится к способу удаления печатной краски с макулатуры преимущественно офисных видов бумаг, на которые печатная краска наноситься при высоких температурах лазерным принтером и может быть использована преимущественно для производства писче-печатной бумаги.
Известен способ очистки от краски перерабатываемой целлюлозной бумаги с использованием центрифуг (Пат. RU 2358054, МПК D21C 5/02, опубл. 10.06.2009), который включает стадии роспуска макулатуры в воде. Разделение печатной краски и агломерирующего агента осуществляют через отверстия фильтра за счет центробежной силы, которая создается центрифугированием. Использование изобретения позволяет упростить технологию процесса очистки от краски переработанных целлюлозных волокон. Однако фильтровальные перегородки обладают высоким гидравлическим сопротивлением и требуют перепада давлений, на которое затрачивается энергия. К недостаткам центрифугирования через фильтрующие элементы можно отнести небольшой выход очищенных волокон, так как вместе краской и агломерирующим агентом удаляется большое количество волокон.
Известен способ увеличения выхода очищенных волокон при флотации (Пат. RU 2513386, МПК D21C 5/02, опубл. 20.04.2014). Способ включает стадии превращения макулатуры с печатной краской в водную суспензию, с последующей флотацией для удаления гидрофобных загрязнений. При этом флотацию проводят с добавлением модифицированного диоксида кремния. Изобретение позволяет увеличить выход на стадии флотации очищенного волокна с контролем образования пены. Предложенный способ не желателен для флотирования макулатуры из офисных бумаг, гак как печатная краска, нанесенная при высоких температурах лазером, сложно отделяется от волокон. Поэтому для высокой степени очистки потребуется много времени, и, следовательно, затратится большое количество энергии.
Известен способ удаления типографской краски из печатной макулатуры, (Пат. RU 2435892, МПК D21C 5/02, опубл. 10.12.2011) который включает в себя роспуск макулатурной массы в присутствии пероксида водорода, гидроксид натрия и силиката натрия, с последующим выдерживанием массы и подачи на флотацию в присутствии сульфатного мыла, затем отбелки макулатурной массы формамидинсульфиновой кислотой. Длительная выдержка и применение формамидинсульфиновой кислоты повысило степень белизны макулатурной массы. Недостатком способа является дли тельная выдержка макулатуры в водной среде вместе с химикатами. На практике для производства бумаги и картона по этому способу потребуются большие затраты энергии, связанные с длительной выдержкой и обработкой флотируемой массы. Поэтому данный способ не нашел практического применения при производстве бумаги и картона.
Наиболее близким способом удаления печатной краски от макулатуры является метод INGEDEMethod 11 (https://manualzz.com/doc/6863442/ingede-method-11p-assessment-of-print-product-recyclability), согласно которому макулатуру подготавливают в сушильном шкафу при температуре 60°С в течение 72 часов. Затем, она поступает на следующую стадию - роспуск. Процесс роспуска макулатурной массы идет в одну стадию и происходит в воде с добавлением химикатов, а именно гидроксида натрия, олеиновой кислоты, силиката натрия и пероксида водорода. Процесс роспуска длится в течение 20 минут при температуре 45°С, при этом pH раствора 9,5±0,5. Затем распущенная волокнистая масса разбавляется водой до концентрации 5% и отстаивается в течение часа при 45°С.
После отстаивания массу разбавляют водой до pH ≥ 7,5 и затем подают на флотацию, которая проходит при температуре 45°С в течение 12 минут.
Данный способ, используемый в прототипе, позволяет очистить макулатуру от печатной краски, добиться высокой белизны и механических показателей. Однако способ предназначен и используется в лабораторных испытаниях.
Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно уменьшение печатной краски на поверхности волокон макулатуры путем двухстадийного измельчения при влажности 5-15%, которое приводит к повышению поверхности взаимодействия волокон с химикатами при одновременном уменьшении времени подготовки и роспуска.
Поставленная задача достигается тем, что в соответствие способом удаления печатной краски от макулатуры, включающий подготовку офисной макулатуры с печатной краской нанесенной лазерным принтером с последующим роспуском в щелочной среде и с добавлением гидроксида натрия, силиката натрия, олеиновой кислоты, пероксида водорода, с дальнейшей подачей на флотацию, причем подготовку макулатуры осуществляют при влажности 5-15% в две стадии, причем на первой стадии макулатуру измельчают на частицы размером не более 50×50 мм, на второй стадии осуществляют измельчение макулатуры до волокон, которые затем распускают в точение 2-5 минут.
Существенным отличием заявленного способа является подготовка макулатуры с влажностью 5-15%, которая измельчается в две стадии с целью повышения степени очистки волокна при одновременном уменьшении времени обработки и требуемых энергозатрат.
Для лучшего понимания сущности заявленного технического решения представлена схема очистки макулатуры от печатной краски на фиг. 1, согласно которой макулатуру при влажности 5-15% сортируют на стадии 1, при этом удаляют посторонние включения (металлическую проволоку, скотч, веревки и др.). Затем макулатуру, преимущественно офисных видов бумаги, подают на стадию измельчения 2. На этой стадии листы офисных видов бумаг измельчают в шредере до размеров не более 50×50 мм. Далее измельченную макулатуру нагнетают потоком воздуха на вторую ступень измельчения 3, где диспергатором (роторно-вихревой мельницей) измельчают до волокон. После этого сухие волокна очищают от пыли, мела, песка, фрагментов волокон в циклоне 5. В воздушном фильтре 4 производят окончательную очистку воздуха, а отделенные волокна макулатуры из циклона подают на стадию роспуска в гидроразбиватель 6. На эту стадию подают воду с расчетом, что концентрация волокон составляет 2-6% от массы всей волокнистой суспензии. В процессе роспуска, в первую минуту в гидроразбиватель подают химикаты: гидроксид натрия, силикат натрия, олеиновая кислота, пероксид водорода. Роспуск проводят при pH раствора 8,0-10,0 в течение 2-5 минут. Затем макулатурную массу подают на флотацию, где макулатурная масса разбавляется до концентрации 0,5-1,2%. Время флотации 8-10 минут. После очищенная от печатной краски макулатурная масса направляется на дальнейший этап производства бумаги.
Показатели потребительских свойств получаемой бумаги (белизна, яркость разрывная длина, максимальное усилие, поглощение энергии, сопротивление разрыву, удлинение при разрушении, удлинение, индекс TEA, индекс сопротивления разрыву, сопротивление продавливанию, модуль упругости) измеряются согласно стандартным методам. Наличие неочищенной печатной краски на образцах полученной бумаги определялось визуально. На Фиг. 2. представлен образец, полученный заявленным способом при роспуске в течение 2-5 мин в зависимости от уровня запечатки* (* запечатка - это процент заполнения чернилами листа бумаги.) макулатуры от 2,5-60%.
Важным условием работоспособности предлагаемого способа флотации с предварительным измельчением макулатуры в две стадии является сохранение механических и оптических показателей. Для этого были проведены испытания образцов, полученных по предлагаемому способу, включающему две стадии измельчения до роспуска и флотации макулатуры. Результаты оценки механических свойств представлены в таблице 1.
Как видно из табл. 1 механические показатели образцов практически не зависят от уровня запечатки макулатуры, которая определяет время роспуска макулатуры, а по белизне и яркости можно судить о том, что предлагаемый способ также приметим для производства санитарно-гигиенических и писче-печатных видов бумаг.