CN104254403A - 用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，该方法包括不同的物理/化学处理。该方法中的主要步骤是：调节材料、研磨、从膜移除油墨、洗涤膜、回收清洗溶液、回收颜料和使膜干燥。作为所述方法的结果，首先，可获得不含油墨的塑料膜，其次，可获得颜料。所述产物可在工业中重新使用，从而提升产物的价值链。

Description

用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法
技术领域
本发明涉及一种用于移除印刷在塑料膜上的油墨的新方法，其中塑料膜的类型可以是多种的。可用于所述方法中的塑料膜的一些示例是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)和聚酰胺(PA)的膜。
背景技术
在柔性包装上印刷的工艺由将液体油墨施加在塑料膜上组成。然后借助干燥工艺移除所使用的溶剂(通常为有机化合物或水)，其中该溶剂挥发。在蒸发后期望的图画被印刷在膜上并且准备用作多种产品的包装。常见的是调整印刷机的参数和调整在所述印刷期间使用的不同颜色以获得没有瑕疵的优质印刷品。在该阶段期间产成了大部分废料。在机器调整期间，塑料膜以可高达500米/分钟的速度循环通过印刷机。因为这种速度，所以产成了不具有用于最终包装应用所需的品质的大量塑料膜。
该工艺中最广泛使用的承载物中的一些是聚乙烯、聚丙烯或聚酯等的膜。由于上述调整，印刷工业具有可高达其总包装膜生产的5％-10％的大量损失。可通过本文提出的方法再循环的印刷材料基本来自所述损失和在其最终应用中的工作所使用的材料。
目前，通过其中不移除印刷油墨的工艺回收这样的材料用于再循环。由此获得低品质的褐色或黑色膜，所以其价格显著低于不含起始油墨的膜的价格。因此，其常被用于制备垃圾袋或者低视觉品质的应用。
可发现一些涉及相同概念的不同变体的专利：
-Apparatus for regenerating recording medium-US 5621939 A。
-Procédé de recyclage de support d’impression imprimé de typefilm plastique et installation pour la mise en oeuvre dudit procédé-EP1419 829 A1。
-Process for the separation of printing ink from compositematerials-CA2101181。
发明US 5621939 A涉及用于从印刷纸张移除油墨的处理，所以起始材料不同。此外，在该方法中，材料没有进行研磨，而是通过将纸张引入含有清洗溶液的浴器中而直接进行处理。
发明EP1419829 A1涉及移除印刷膜上的油墨，但是所使用的方法完全不同，因为膜是在先前没有成球的情况下进行处理的，并且虽然所使用的分离方法是化学方法，但是其由有机溶剂和非离子性表面活性剂构成。
关于最后一个背景文件，主要不同在于待处理的材料。发明CA2101181由用于再循环多层复合容器的工艺组成，所述多层复合容器由聚合物层、另一个金属层(一般为铝)和另一个纸或纸板层形成。通过水蒸气移除的印刷油墨通常存在于纸张或纸板的片上。粘附于塑料膜的部分油墨通过用溶剂溶解进行分离，并且根据金属部分和未印刷膜的密度进行分离，所以分离原理和起始材料二者均与本发明的分离原理和起始材料不同。
因此，现今的专利方法没有为移除印刷膜上的油墨的问题提供任何整体解决方案，而本文提出的本发明实际上解决了这个问题。
发明内容
鉴于以上内容，需要寻找对移除印刷膜上的油墨的问题的整体解决方案。
本文所述的方法的主要优点在于，其允许通过经济可行的解决方案来分离印刷油墨并获得清除掉油墨的膜，增加了所回收产物的附加值。此外，还获得了可用于其他应用中的颜料，从而可能使废料减少至最小。
鉴于来自原材料的成本增加，所以更好地利用来自塑料印刷的废料对于降低生产成本越来越有必要，并且该方法对于实现所述目的是理想的。
通过本发明，由印刷膜获得了两种产物：在处理后可重新用于相同和其他应用的颜料，例如专利ES2344778B1中描述的应用；以及同样可重新使用的小球形式的再循环无色膜，所述无色膜是比有色膜品质更高的产品。
因此，本发明涉及一种通过使用不同的物理/化学处理来移除塑料膜中所含的油墨的方法。通过本发明，通过获得不含油墨的产物解决了印刷膜再循环所涉及的技术问题，所述不含油墨的产物因其高品质和纯度而适于在任何类型的应用中再循环。本文所述方法可用于已经被最终用户使用的印刷产品，或者用于由生产废料形成的印刷材料，在这种情况下，该材料倾向于是庞大的形式(宽度为1.5m并且厚度可变的材料卷)或者较小且较薄的卷的形式，以及散布的材料。
以下描述该方法的步骤。
步骤1：调节材料
本发明的第一步由对材料进行调节组成。为此目的，移除其中为膜提供支撑的通常由纸板制成的圆筒形芯体，以使研磨操作更容易。这通过将芯体从塑料膜的卷手动地或机械地移除来实现。
步骤2：研磨
该方法的第二步是将膜卷研磨至直径可在6mm至14mm的范围中变化的尺寸，以便进行后续清洗。为此目的，将膜卷引入具有活动磨刀和固定磨刀二者的磨刀研磨机中。
步骤3：从膜移除油墨
在该方法的第三步中，执行清洗印刷膜的操作，即，使塑料膜与印刷油墨分离的阶段。为此目的，将来自研磨机的经研磨的材料引入清洗系统中。清洗系统由三个罐(一个清洗罐和两个洗涤罐)形成。除了膜之外，使油墨与塑料膜分离的合适的清洗剂被添加至清洗罐中。该操作优选地在碱性条件下执行。针对膜的情况，该步骤以不连续的方式执行，并且为此目的，清洗罐装载有来自步骤2的经研磨的材料。添加必要量的水、清洗剂和碱，并且使用具有合适构型的叶片搅拌器搅拌罐的内容物。在清洗时连续地提取已从膜移除的油墨。为此目的，提取了含有清洗溶液和油墨的水流。
从此刻开始并行地进行多个步骤，一方面洗涤(步骤4)并干燥(步骤7)膜，另一方面回收清洗溶液(步骤5)和颜料(步骤6)。
步骤4：洗涤膜
一旦用清洗溶液处理之后，就必须将经研磨的膜引入新的洗涤罐中以移除可能残留的散布的油墨残余物和清洗溶液残余物。该操作根据需要执行多次，直至塑料膜被彻底洗涤并且既没有油墨也没有清洗剂。
步骤5：回收清洗溶液
将步骤3中产生的清洗溶液供送至离心机中以便回收清洗溶液。在步骤3的罐中进行清洗操作的同时离心机持续工作，并且固体油墨与清洗溶液分离。因此，在处理后，出来两个流，一个流是油墨，并且另一个流是清洗溶液。以这种方式，该方法在环境和经济方面更有利，因为清洗溶液可以在清洗罐重新使用，并且可对油墨进行处理以在热处理之后回收颜料并且用于多种应用。
步骤6：回收颜料
热处理由热处理反应器组成，在该热处理反应器中提供热量，并且该热处理反应器的功能是破坏树脂以获得再循环颜料。
步骤7：使膜干燥
最后，并且在步骤4中执行洗涤膜之后，必须干燥塑料膜以移除剩余的水分。为此目的，使湿材料通过例如压球机(briquette machine)的机械分离元件以尽可能移除最大量的水，或者通过热空气进行干燥。
附图说明
图1示出本发明的方法目的以及本发明所涉及的设备的部件的图解。
图2示出用于从印刷膜移除油墨的方法的清洗系统的详细图解。
具体实施方式
以下基于附图描述本发明所述方法的优选实施方式。
用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法包括以下步骤：
步骤1：调节材料
输入的印刷材料1可以为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)或聚酰胺(PA)的膜。一旦输入的印刷材料1被收集之后，就执行调节步骤，在该调节步骤中，移除支撑膜的芯体以及其成分不是塑料膜的庞大或散布的材料形式的任何物体。负责移除支撑塑料的芯体的设备101由柱塞组成，该柱塞将力施加在圆筒形芯体上并且使塑料膜卷保持固定。通过施加压力使圆筒与塑料体分离。一旦执行调节之后，就获得不含杂质的膜副产物2，其含有不带芯体的膜卷和输入的散布的材料。
步骤2：研磨
必须使不含杂质的膜2的颗粒尺寸减小至可在6mm至14mm范围中变化的直径，从而有助于清洗溶液的渗透。为此目的，将膜2引入包括固定磨刀和活动磨刀二者的磨刀研磨机102中。该研磨机使膜的尺寸减小，直至获得经研磨的材料3。
步骤3：从膜移除油墨
因为必须从经研磨的材料3移除油墨，所以将经研磨的材料3引入具有清洗溶液6的清洗系统103中，清洗溶液6由表面活性剂水溶液的混合物组成，表面活性剂在水溶液中的重量比例在0.1％至5％之间，并且碱性pH值在11至13之间，在清洗系统103中，将膜中所含的油墨移除，然后油墨以不溶解的形式成为清洗溶液的一部分。在优选实施方式中，清洗溶液的表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵(hexadecyltrimethylammonium bromide)、十二烷基三甲基溴化铵(dodecyltrimethylammonium bromide)或十二烷基硫酸盐(dodecylsulfate)。清洗系统103由通过图2所示的三个罐形成的系统组成。清洗罐201是用叶片进行搅拌的罐，在其中使塑料膜与清洗溶液6相接触。另外两个罐是在后续步骤中开始操作的洗涤罐。三个流进入该清洗系统103，即，含有经研磨的材料3的流、含有清洗溶液6的流和含有清洁水的流；并且以下描述的另外两个流离开所述系统。含有经研磨的材料3的流进入清洗系统103，供给清洗罐201。来自离心机104的清洗溶液6也进入该清洗罐中。这对于清洗罐201的叶片在用叶片进行搅拌的罐内造成高湍流是非常重要的，以便防止经研磨的膜的片彼此重叠，并因此使方法效率增加。此外，湍流还有助于从膜分离的油墨散布在清洗溶液6中。一方面，含有清洗溶液和散布的油墨残余物的经处理的塑料膜21离开清洗罐201，并且另一方面，清洗溶液与从膜移除的油墨4一起离开清洗罐201朝向离心机104。
步骤4：洗涤膜
在同一清洗系统103中，在具有叶片的两个洗涤罐中执行两个连续的洗涤方法。用第一洗涤罐202中的水洗涤清洗罐201。使来自第一洗涤罐202的膜在第二洗涤罐203中与清洁水相接触以移除清洗溶液残余物。将经处理的塑料膜21引入第一洗涤罐202中以移除散布的油墨残余物和清洗溶液残余物。将离开第一洗涤罐202的洗涤液体25供送至清洗罐201以节约用水。含有清洗溶液残余物的经洗涤的塑料膜22离开第一洗涤罐202并被供送至第二洗涤罐203。该第二洗涤移除可能残留在塑料中的最后的清洗溶液。两个流离开第二洗涤罐203，即，供送至压球机106的含有不含油墨和清洗溶液残余物的清洁膜的一个流8；以及供送至第一洗涤罐202以节约用水的含有洗涤水的另一个流24。
步骤5：回收清洗溶液
必须通过使用离心机104在10,000转/分钟下连续地再生清洗溶液以及从膜移除的油墨4。该设备由用于使清洗溶液6与油墨5分离的离心分离机组成。将清洗溶液6再引入清洗系统103中，使在清洗溶液不被重新使用的情况下该方法产生的所述溶液的消耗减少。
步骤6：回收颜料
将含有油墨的流5供送至油墨热处理反应器105以破坏树脂的结构，并且准备重新使用的颜料7离开所述反应器。热处理反应器在170℃至200℃之间的温度下工作。将颜料和油的混合物引入反应器中，在其中，经热破坏含有颜料的树脂。例如，可以使用诸如葵花籽油或亚麻籽油的植物油和来自石油的矿物油。反应器在大力搅拌下运行并且颜料的平均停留时间为1小时。在处理之后，过滤混合物以使颜料与油分离，并将油再引入反应器中以继续处理更多的颜料。因此，颜料不含树脂并且可用于多种应用中。
步骤7：使膜干燥
在已经移除油墨5并用清洗溶液6洗涤之后，清洁膜形成不含油墨和清洗溶液残余物的清洁膜8。将该塑料引入压球机106中，该压球机106由干燥元件组成，该干燥元件通过按压和压紧材料来移除尽可能最大量的水。含有待用于其他应用的经研磨的膜的流9离开压球机106，该经研磨的膜不含油墨和清洗溶液。
如上所述，由该方法产生了两种产物，一方面是颜料，并且另一方面是小球形式的无色再循环膜。

Claims (11)

1.一种用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其包括以下步骤：
a.在柱塞中调节输入的印刷材料，获得不含杂质的膜；
b.在研磨机中研磨所述不含杂质的膜；
c.在具有清洗溶液的清洗系统中从所述膜移除油墨，所述清洗溶液由呈碱性pH值的表面活性剂水溶液组成，其中，用叶片进行搅拌的清洗罐产生含有部分所述清洗溶液和散布的油墨残余物的经处理的塑料膜，并且此外，将所述清洗溶液与所述油墨一起从所述膜移除；
d.在前述清洗系统中洗涤所述经处理的塑料膜，其中，至少两个洗涤罐获得不含油墨和清洗溶液残余物的清洁膜；
e.在离心机中回收所述清洗溶液；
f.在热处理反应器中回收颜料；
g.在干燥元件中干燥所述膜，以获得不含油墨和清洗溶液的经研磨的膜。
2.根据权利要求1所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，所述输入的印刷材料能够是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)或聚酰胺(PA)的膜。
3.根据权利要求1所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，在研磨之后所述不含杂质的膜的尺寸是直径为6mm至14mm。
4.根据权利要求1所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，所述清洗溶液含有如下比例的表面活性剂：表面活性剂在水溶液中的重量比例在0.1％至5％之间。
5.根据权利要求4所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，所述清洗溶液含有十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵或十二烷基硫酸盐作为表面活性剂。
6.根据权利要求4所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，所述清洗溶液的pH值在11至13之间。
7.根据权利要求1所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，洗涤步骤在两个洗涤罐中执行，第一罐具有再循环水并且第二罐具有清洁水。
8.根据权利要求1所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，离心速度为10,000转/分钟。
9.根据权利要求1所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，所述热处理反应器通过大力搅拌在170℃至200℃之间的温度下工作1小时，其中，从颜料与植物油或矿物油的混合物，热破坏含有所述颜料的树脂，并且在处理之后过滤所述混合物以将所述颜料与所述油分离，并将所述油再引入所述反应器中以继续处理更多的颜料。
10.根据权利要求1所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，干燥步骤通过压球机执行。
11.根据权利要求1所述的用于移除印刷在塑料膜上的油墨的方法，其中，干燥步骤通过热空气执行。
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