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août 2008

润版液化学原理及印刷适性

水、油不相混溶,固体对液体的有选择地吸附是自然规律,平版印刷就是利用这个规律,将所需复制的图文和空白部分共同建立在经技术处理的同一印版表面(平版印刷通常使用铝基预图感光版,即PS版),使空白部分具有很强的吸水性能,相应的图文部分亲油拒水。在印刷过程中,先对整个印版供水,使版面的空白部分吸附水而形成一层水膜,随后,在给印版供墨,此时,由于版面空白部分以存在一层水膜,油墨不能在空白部分吸附,图文部分亲油拒水而吸附一层油墨,然后,版面图文部分的油墨通过表面包有一层亲油性质橡皮的转移滚筒,将图文部分的油墨移印到承印物上,完成复制印刷任务。因此,在平版印刷中,水起到极其重要的作用。

由于印刷过程中,是利用印版表面空白部分对水的吸附性能来吸附水,在印版表面形成水膜,利用水与油墨相互排斥不溶的理论来排斥油墨,因此水在印版表面的成膜情况直接影响空白部分对油墨的排斥效果。水层薄,则不足以排斥和清除油墨,空白部分粘脏,形成废品;水层厚,排斥油墨能力强,在供墨过程中,由于着墨辊与印版之间存在着一定的压力,较厚的水膜和流体油墨在压力作用下必然会发生机械混合现象,在印刷中叫乳化现象。它使油墨的色彩、流动性、传输、附着及干燥性能受到不良影响,不利于印刷中的色彩再现和印品干燥等。而水膜的形成与薄厚是由水的性质和版基的性质决定的。因而作为一名印刷工作者有必要了解和掌握在印刷中的原理、组成成分、物理化学性质,以及在实际工作中如何控制好水与油墨、水与产品质量的关系,使其在印版空白部分易于形成水膜,同时与油墨的机械混合状态最低,达到提高产品质量及降低消耗的目的,这就是印刷适性。

在实际工作中,我们发现普通清水不能很好的在版基表面吸附并形成水膜,故我们在实际印刷中不使用清水,而是在普通清水中溶入一些化学物质使其形成一种能更好地在印版表面空白部分形成水膜而排斥油墨同时对油墨的色彩流动传输及附着干燥性能影响最小的溶液我们叫它为润版液。

从以上分析,我们可以得知,润版液的作用主要包括以下两个方面的内容:一、是润版液应具备对印版表面有良好的吸附和铺展能力,可以在印版表面形成一层稳定的水膜,保持印版空白部分具有最佳的排斥油墨能力;

二、是润版液在压力作用下,保持相对稳定性,对油墨的乳化程度最小。此外,润版液不能伤害版面图文部分,并对空白部分粘附的油墨有一定的冲洗能力。下面我们就以上内容进行分析:

1.润版液在印版上的选择性吸附

润版液在印版上选择性吸附,可以用分子的极性理论来分析。我们知道,自然界里的物质,除了惰性气体以外,都不是以单原子形式存在,而是以原子间相互结合而成的分子或晶体形式存在,每个分子又都带有正电荷的原子核和带负电子荷的电子荷通过组成化学键合而成。在分子当中,正、负电子数量相等,整个分子为中性的。但是,对于正、负电荷而讲,其电荷中心可能聚在一点上,也可能在不同点,当正负电荷中心分处两点时,整个分子具有了极性;如正、负电荷中心在同一点时,则整个分子不具备极性。由于极性的存在,物质分子间的关系可分为以下三种情况:

(1)对于极性分子之间,由于存在电极,当两个分子接近时,在静电引力的影响下,分子之间产生了诱导力,极性分子之间具有较强的吸附趋势。

(2)极性分子与非极性分子接近时,虽然分子间不存在固定电极的引力,但是由于分子中的电荷是高速运动的,正负电荷中心会产生瞬间分离,使非极性分子与极性分了之间产生瞬间相互吸引作用,也有微弱的力存在。对外表现为相互排斥。

(3)在非极性分子之间,同样由于存在非极性分子中正负电荷中心发生瞬间分离,所以非极性分子之间接近到一定的距离时,就存在一种持续不断的相互吸引的作用,使非极性分子之间具有相互吸引的能力。正是因为物质之间存在这种极生现象和同类相吸的规律,即极性分子吸附极性分子,非极性分子吸附非极性分子。具有强极性的润版液在通过同样为强极性的版基时,就能够被版基吸附,而图文部分的分子(感光化合物)是非极性物质,不吸附水分,从而实现润版液的选择性吸附。

2.润版液在版基上的吸附与铺展

尽管润版液实现了在印刷表面的选择吸附,但是由于分子之间存在引力,且不同分子间引力大小不同,在自然状态下润版液表面的分子总是受到内部分子的引力和它所接触的外部空气分子的引力,使润版液表面的分子受到一个垂直液面而指向内部的力作用,液体表面的分子总有一种向内部运动的趋势,使液体表面与空气的接触面最小,我们把使液体表面缩小的力叫做液体的所接触物的界面张力。同样的道理固体表面也存在这样的界面张力,所不同的是,固体的界面张力不是使固体表面缩小,而是表现出吸附其他物质的能力,极性越强、接触面积越大,吸附能力越强。界面张力的存在使润版液在版基上吸附时,总是表现出使润版液与版基接触表现最小的趋势,这对润版液在版基上成膜极为不利。通过实验,我们可以得出润版液在版基上吸附和铺展的情况取决以下三种力:润版液与空气的界面张力,润版液与版基之间的界面张力为和版基与空气的界面张力。三者之间有下列关系:

我们用α角的大小来衡量润版液在版基上的成膜,α角越小,则成膜效果好。

从发上公式可以看出,要改善润版液在版基上的成膜状況,可以通过三种方式:

①减小润版液与空气的界面张力;

②减小润版液与版之间的界在张力;

③增大版基与空气的界面张力(吸附外界物质的能力)。

在实际工作中,我们一方面通过在版基上覆着无机盐层、氧化膜层增强极性、附着亲水胶体和增加版基面积的方法改善润版液在版基上的成膜情况,另一方面通过减小润版液的表面张力,达到同样目的。

3润版液各种成分的作用、各种物理化学指标分析以及对油墨的影响

一般的润版液由水、酸、无机盐、亲水胶体的和表面活性物质组成。水在润版液中的比例最大,作为润版液中各种化学物的载体,是润版液的主体。润版液中常用的亲水胶体为阿拉伯胶和羧基甲基纤维(CMC),阿拉伯胶(或CMC)与润版液中的酸发生置换反应,游离出很多阿拉伯酸(或CMC酸),能牢固地吸附在印版表面,使润版液中增加一定的极性基团,增加版基表面的亲水性能。

不但如此,亲水胶体还可以在印版表面形成一层致密的保护层,阻这断版与其他质接触,防止版面损伤。
酸除与润版液中的亲水胶体发生置换反应外,还可以利用其酸性的抗脂去油性,消除印版表面的油脏。酸另一种重要的作用是与印版表面发生化学反应,在印版表面形成一层无机盐层,增强版基的亲水性能。故而,我们要严格控制润版液的酸性。

一般地,我们要求版液的pH值要适当,pH值过高,酸性较弱,版面的清除能力差,pH值过高,润版液呈碱性,会和图文部分的感光膜发生化学反应,腐蚀掉图文部分的网点,破坏图文的完整;pH值过低,酸性太强,版基又会受到严重腐蚀,印版表面被破坏,造成图文部分脱落,影响印刷的正常进行。在印刷中,我们认为润版液pH值保持4.5~5.5之间为宜。

在印刷过程中,要保持润版液的酸性,即要维持版液的pH值。但是,由于在印刷中,润版液要与各种印刷材料相接触,如纸张、橡皮布、油墨等,这些物质在印刷中通过水、墨辊的不停运动被带入润版中,势必会影响润版中加入一些无机盐,如磷酸盐、硝酸盐等,利用无机盐在润版液中发生电离现象,保持润版液的H离子含量,达到维持润版液的pH值的目的。

凡是能使液体表面张力明显下降的物质,都是表面活性物质。表面活性物质的种类很多,根据表面活性物质的结构和性质,可分为一般表面活性物质和表面活性剂组。根据表面活性剂在润版液中电离出的活性基团是否带有电荷,表面活性剂又可分为离子型和非离子型两类。根据活性基团带有的电荷性质,离子型又可分为阳离子型、阴离子型及两性离子型三种。离子型表面活性剂一般不适合作润版液。

表面活性物质能使润版液表面张力大幅下降,使印版表面容易形成水膜,较低的表面张力同样也可以使润版液在压力作用下,与油墨产生乳化现象,对印刷起到不良影响,所以不能无限制地降低润版液的表面张力。

虽然组成润版液主体的极性水与组成油墨主体非极性连结料之间在理论上不相混溶,但是,我们知道,由于组成润版液中溶解了下一定含量的无机盐,表面活性剂、亲水胶体,表面张力急剧下降;而油墨也不是完全由非极性的油性连结料组成,还有顔料、填料、催干物质等,二者之间已不是单纯的水与油之间的关系,故印刷时,在着墨辊与版之间的压力、印刷之间的压力以及印刷过程中压力产生的热量的作用下,二者会有一定程度上的混合,使润版液中的细小水分分散到油墨之中,形成暂时的混合,这就是乳化。乳化的存在必然会影响到油墨的粘度、顏色、干燥等,防碍印刷的正常进行。以上原因要求我们要控制好润版液的表面张力和对油墨的乳化程度。

由于油墨表面张力为30~36dyn∕cm,理想的润版液表面张力也应控制在同样程度,二者达到平衡稳定。但由于润版液在印刷中会因其他因素影响稍有下降,所以我们在实际使用中,润版液表面张力控制在35~42dyn∕cm,略高于油墨的表面张力。尽管我们能一定程度上控制润版液的表面张力,但是,由于润版液中表面活性物质的存在及印刷压力的作用,油墨乳化不可避免,但必须要控制在一定范围内。在工作中,我们经常通过调整润版液的使用量来控制油墨的乳化程度,使乳化后的油墨,所含润版液的体积数在15%~26%之间,最大不得超过30%。

4润版液的种类、特点、使用范围

根据润版液中所含成分,我们所把润版液分为三种:普通型、酒精型、非离子表面活性剂型。

(1)普通型润版液

普通型润版液由酸、无机盐水等非表面活性物质组成。表面张力比普通水高,约为73dyn∕cm,润湿效果差,在使用过程中,需加大润版液的使用量,引起纸张变形,影响图文套印,且对油墨的乳化程度加大,不利于色彩再现。普通型润版液主要用于蛋白版、平凹版。随着平版印刷技术的日益普及,普通型润版液趋于淘汰。

(2)酒精型润版液

酒精型润版液中的主要成分为酒精,加上适量的磷酸和亲水胶体。由于酒精作为一种表面性物质,能降低润版液的表面张力,改善润版液在PS版上的成膜情况,所以润版液的使用量较之普通型润版液大为减少,油墨的乳化程度较低,有利于油墨的传输和色彩再现。此外,酒精型润版液在铺展期间,可通过酒精的挥发,带走很多热量,降低墨辊的印刷的表面温度,有利于油墨的传输和减小乳化程度。

但是,酒精型润版液随着酒精含量的增加,会引起以下弊病:

酒精和润版液中的阿拉伯亲水胶体互不混溶,阿拉伯胶体会在润

版液中形成不溶性沉淀物,影响润版液的作用。酒清的加入会影响润版的pH值。酒精易于挥发,与空气混合易燃爆。所以,酒精型润版液中酒精的含量应控制在10%~25%之间。

在实际使用中,我们也可用异丙醇来代替酒精。适用于中速平版胶印。

(3)非离子型表面活性剂润版液

非离子型表面活性剂润版液是把非离子型表面活性剂加入含有其他电解质的润版液中调制而成的一种润版液。它用非离子表面活性剂取代酒精。现已成为高速印刷的理想润版液。但他易于与油墨发生严重乳化现象,应准确地控制非

août 2008

油墨

印刷用着色剂。由颜料、连结料和助剂等组成。用于书刊、包装装潢、建筑装饰等各种印刷。随着社会需求增大,油墨品种和产量也相应扩展和增长。

美国是世界上最大油墨生产国和消费国,日本次之,德国第三,我国居第四位。随着我国国民经济的飞速发展,印刷包装业的繁荣带动了油墨制造业的快速成长,使得我国在最近的十几年间迅速崛起成为世界油墨制造大国之一,目前国内油墨产业规模正以10%以上的速度持续快速增长。

油墨的分类。现代油墨按版型主要分为四大类:
①凸版油墨。用以印刷书刊、报纸、画册、单据、帐簿等的一类油墨。凸版印刷的主要特征是印刷版面着墨部分凸出于非着墨部分。凸版油墨按印刷机种类和印制品的用途又分铅印油墨、铜版油墨、凸版轮转油墨、柔性凸版油墨。
②平版油墨。适用于平版印刷的一类油墨。平版印刷的版面各部分基本上处于一个平面,图纹处亲油,非图纹处亲水,利用油水相斥的原理进行印刷,故平版油墨必须具备抗水性能。按工艺分为胶印油墨、卷筒纸胶印油墨、平胶印油墨、无水胶印油墨、印铁油墨、石印油墨、珂版油墨。
③凹版油墨。适用凹版印刷的一类油墨。印刷时凹入于版面的图纹部分上墨,将非图纹部分的墨擦去或刮净,然后进行印刷。有雕刻凹版油墨和照相凹版油墨之分。
④网孔版油墨。通过印版的网孔漏印到承印表面进行印刷的一类油墨。网孔版油墨又分为誊写油墨和丝网版油墨。

油墨制造工艺可分为搅拌预分散和研磨细分散两个阶段。前者将配好的颜料和连结料在容器内加以搅拌成浆状物;后者在搅拌的浆料中仍需再研磨细分散,以较大的机械压力和剪切力克服颜料的凝聚力,最终成为悬浮胶体状的油墨。


目前主要的几种环保油墨

要油墨符合环保要求,首先应改变油墨成分,即采用环保型材料配制新型油墨。目前,环保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。

(1)水性油墨:水性油墨与溶剂型油墨的最大区别,在于其使用的溶剂是水而不是有机溶剂,明显减少VOC排放量,能防止大气污染,不影响人体健康,不易燃烧,墨性稳定,色彩鲜艳,不腐蚀版材,操作简单,价格便宜,印后附著力好,抗水性强,干燥迅速,故特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品,是世界公认的环保型印刷材料,也是目前所有印刷油墨中唯一经美国食品药品协会认可的油墨。

(2)紫外光固化油墨:紫外光固化(UV)油墨是指在紫外线照射下,利用不同波长和能量的紫外光使油墨成膜和干燥的油墨。利用不同紫外光谱,可产生不同能量,将不同油墨连结料中的单体聚合成聚合物,所以UV油墨的色膜具有良好的机械和化学性能。UV油墨的主要优点有:(1)不用溶剂;(2)干燥速度快,耗能少;(3)光泽好,色彩鲜艳;(4)耐水、耐溶剂,耐磨性能好。UV油墨中光引发剂是一种易受光激发的化合物,在吸收光照后激发成自由基,能量转移给感光性分子或光交联剂,使UV墨发生光固化反应。目前UV墨已成为一种较成熟的油墨技术,其污染物排放几乎为零。除了不含溶剂,UV墨还有如不易糊版,网点清晰,墨色鲜艳光亮,耐化学性能优异,用量省等优点。

(3)水性UV油墨:水性UV油墨是目前UV墨领域研究的新方向。普通UV墨中的预聚物黏度一般都很大,需加入活性稀释剂稀释。而目前使用的稀释剂丙烯酸酯类化合物具有不同程度的皮肤刺激性和毒性,因此在研制低黏度预聚物和低毒性活性稀释剂的同时,另一个发展方向是研究水性UV油墨,即以水和乙醇等作为稀释剂。目前水性UV墨已研制成功,并在一些印刷中获得应用。

此外,主要在柔印中发挥作用的醇溶性油墨也是一种公害甚小的油墨,主要应用于食品、药品、饮料、烟酒及与人体接触的日用品包装印刷等方面。

透明油墨在印刷中的应用及故障排除(转)

      随着人们对包装要求的不断提高,包装外形设计和印刷已趋向多元化。在产品包装印刷中印刷色彩始终是首先引起人们关注的焦点,例如,商场中商品的外包装大多具有高透明度,给人以闪闪发亮的感觉。为此目前已开发出多种特种油墨并得到广泛的应用加珠光油墨、仿蚀刻金属油墨、珊瑚油墨、荧光油墨、冰花油墨等等。特种油墨的应用不但加强了包装装演的艺术效果,还在一定程度上提高了防伪的劝能。在包装印刷(主要是在软包装领域如食品行业等高档软包装)中透明油墨的应用也为包装印刷增添了色彩在包装印刷中占有特殊的位置,透明油墨用于镀铝膜或铝箔印刷,效果更为明显视觉效果最佳。现在透明油墨在包装印刷业中已得到了广泛应用具体应用在食品行业的软包装、酿酒行业的纸箱包装、烟草行业的纸盒包装等高档包装上。下面就谈谈透明油墨在包装印刷中的应用技巧。
    

透明油墨的特点

    透明油墨是指着色剂全部或大部分采用高档透明颜料(染料)连接料以高档透明树脂为主要原料再加上其他各类助剂经过精细研磨制成的油墨,其遮盖力很低透明度极高。透明油墨可分为表印性透明油墨和里印(复合)性透明油墨两种。表印和里印透明油墨虽然都属于同树脂型的油墨,但一般不要混用,尤其是不同厂家生产的不同品牌的透明油墨更不能混用以免带来故障和质量问题。透明油墨与其它类型的油墨相比,具有钻度高、透明度高、亮度高、色彩艳丽、附着牢固和着色力强等特点。此外一般来说透明油墨的流平性都比较好印刷时几乎不会产生刀线等问题。透明油墨的细度一般在10微米以下所以其遮盖力和转移性较其它油墨好但表印透明油墨不如里印透明油墨耐高温。在设计包装袋时一般在热封刀压处都较少有透明油墨存在的现象,表印透明油墨一般耐高温在20℃左右当然也有的油墨厂家已生产出更耐高温的透明油墨。透明油墨的透明度是由颜料、连结料和助剂决定而且前者起主要作用,后者的影响很小。就聚氮醋、聚酞胺、氮化聚丙烯这几类常见的树脂制成的油墨而言聚氮醋油墨的透明度较高。一般来说,以染料为着色剂的油墨,其透明度比以颜料为着色剂的油墨的透明度要高。有时由于其他方面的僻要,也会在染料中混合使用部分颜料此时油墨的透明度会有所降低。透明油墨中所用的染料是完全溶于有机溶剂的因此当印刷品与复合用胶粘剂发生接触时。胶粘剂中的溶剂就会将印刷品上的透明油墨或多或少地溶解掉虽然提高复合速度或提高胶粘剂的钻度可以在一定程度上缓解这个问题但并非根本的解决方法。另外,可在染料中添加部分颜料来制造透明油墨,这对透明油墨的溶解问题也有一定的改善但透明度会有所降低。针对这个问题有些油墨厂已经开发出了完全不溶于醇溶性胶枯剂的透明油墨,并在某些印刷材料上得到了很好的应用。因此,研制开发出不溶于醋溶性胶粘剂的透明油墨,才是解决问题的根本。

   

     在包装印刷中透明油墨多配合复合镀铝膜印刷但很多透明油墨印刷后的产品在复合镀铝膜时经常发生剥离强度差的问题。其实,这也是其他油墨存在的问题,如采用其他油墨进行印刷时,如果不印刷白墨衬底在复合镀铝膜(特别是VMCPP)后也会出现剥离强度差的现象只不过平时用其他油墨印刷时很少采用这种工艺,所以极少发现剥离强度差的现象。由于透明油墨的透明度很高,印刷后一般都使铝膜的光泽与油墨的光泽相互结合,反射出较为鲜艳的色彩。而且,采用透明油墨印刷的产品,从不同的角度观看色相会有较明显的变化在不同的光源下观察差别会更大一些。所以,在调配透明油墨时一定要了解客户复合什么材料以便按相同的工艺调配油墨并在相似的环境下观察油墨的色相。

    比如有些油墨复合前的色相很接近标准样但复合后色相可能会相差很远:反之也有一些油墨印刷后的色相虽然与标准样有一定的差距,但复合后其色相更接近标准样。透明油墨的色相调配是非常艰难的所以清楚客户的工艺是非常重要的。透明油墨的干燥速度很慢这是由于透明油墨的固化剂含f低(由于染料比颜料的色浓度高所以用量无须太多)溶剂含f高所以需要对其干燥状况加以控制,否则很容易造成残留溶剂超标并产生异味。严重时复合后溶剂还会慢慢向四周渗透、扩散使其他颜色发生变色。所以在印刷此类透明油墨时一定要注意溶剂配比和印刷速度的控制,印刷后再放入400℃左右的熟化室中熟化10多个小时。

透明油墨的选择和应用

    透明油墨的选择应用要根据不同的承印物特点客户的要求等进行,归纳起来,主要从以下3个方面来考虑,合理选择透明油墨。

    1、根据承印材料选用与之适应的油墨:如印刷表印镀铝膜时必须选择表印透明油墨:印刷BOPP薄膜又要复合镀铝时则应选用里印透明(复合)油墨。所以,可以这样说承印材料的种类决定了使用的油墨类型即使是同一种类的薄膜材料,也往往因品种和等级的不同而有所差异。另外注意,采用透明油墨印刷时一般在该色案下面不用白色垫底,因为白色起消光作用会大大降低其使用效果和价值。相对来讲,透明油墨印刷的色案处比有白色油墨垫底的地方薄0.01mm。

    2、根据客户提供的样品选择适应的透明油墨:透明油墨的选择包括色相和色泽。若要调配专色透明油墨时,必须咨询生产供应商因为透明油墨专色的调配不同于一般专色油墨,其难度明显高于不透明油墨专色调配。

    3、根据包装的实际情况和用途选择相应的透明油墨:如包装印刷品耐高温、耐晒、耐透渗等参数,这些都必须列入选择的考虑范畴。此外,透明油墨印刷要想获得高亮度和鲜艳的色彩离不开镀铝膜或铝箔纸、铝箔等材料因为透明油墨的透明性极高与镀铝膜复合或直接印刷到上述材料上会发生变化以透出金属的光泽与色彩,使黄更黄、绿更绿、红更红效果更佳。

如今,透明油墨已开发出透明金黄、透明黄、透明浅蓝相等多种。而透明金黄若复合在镀铝膜上更是金光闪闪:透明金黄由于透明性极高,也经常用在自配金方面,还可垫衬金粉。可根据客户的要求而选择调配诸如自配金墨中用金粉、调金油、透明金黄以1:3:2的比例调配出来的金黄色油墨不仅金光生辉,同时也大大增强了其附着性。目前,透明油墨主要是用于印刷鲜艳夺目的鲜花及彩条、彩带等的礼品金纸。这些包装纸是用透明油墨(红黄、绿、蓝等)里印后镀铝或用镀铝膜进行表印制成的,属单粘层薄膜。印刷透明油墨后内层用镀铝膜复合制成软包装袋或印刷镀铝膜后制成的小内袋结膜等这都是属于两层以上的薄膜在食品行业得到了广泛的应用。还有利用透明油墨印刷后经镀铝再复到纸张上而制成纸箱、纸盒、年画等高档包装印品,其印品具有防水、防潮的优点。而利用防伪材料印刷后再用透明油墨印刷再复上激光全息薄膜不仅可提高防伪效果,同时使外观五彩缤纷、光芒四射。为达到最佳效果,在设计时不一定全面采用透明油墨,而仅在局部采用透明油墨印刷,则可收到更好的效果。透明油墨属干特种油墨,由于其配方不同因此使用方法与一般油墨也有一定的差异。

    透明油墨印刷前必须充分搅拌若在比较寒冷的冬天表印透明油墨由于钻度低不宜添加过多的稀释剂,钻度一般控制在18~22秒3臼杯为宜,再根据印版的深度调整刮刀的角度和压印滚筒的压力以及刮墨刀与压印点的距离。
如果溶剂配比失调钻度控制不当或工艺操作失误都极有可能导致许多故障出现,所以每一个环节都不能马虎。

透明油墨印刷中常见故障的排除

    透明油墨在软包装印刷使用过程中,多用镀铝膜或铝箔垫底以提高印刷和视觉效果。但在实际使用过程中常常发生一些质量现象诸如透明油墨印刷后有麻点、铺墨不均等现象这样就大大降低了其预期效果,因此要熟悉透明油墨的性质及印刷特点,分析排除。

    1.透明油墨印刷时产生“麻点”现象

    主要原因和解决方法这种故障表现为印刷后的产品垫上镀铝膜后,其闪光效果就出来了,但仔细观察会发现其表面有针孔状,好像是未印刷上去。产生这个故障的主要原因是:

    ①压印胶辊表面不够细腻,或有灰尘等异物,造成此处油墨不够厚。应检查压印胶辊是否粘有脏物,并将其表面擦拭干净;检查胶辊质量,更换合格的胶辊。

②薄膜中所含的增塑剂、润滑剂等浮到表面上妨碍了油墨的正常转移和润滑。印刷前要将塑料薄膜预热等印前处理,实行薄膜加温印刷若还不行则应更换合适的塑料薄膜。

    ③油墨钻度太高、干燥过快或钻著剂缺乏造成油墨转移、湿润适应性不良。应适当降低油墨钻度并且用缓千溶剂。

    ④印刷压力太小。可适当加大印刷压力并注惫控制好印刷压力(一般在4kg左右)。

    ⑤印版或压印胶辊的问题(表现为麻点比较有规律)应仔细检查印版及压印胶辊是否有缺陷若有则应重新制版或更换好的胶辊。

2.印刷透明油墨后发生粘连现象

    主要原因和解决方法:在高温、高湿的梅雨季节塑料膜经过凹版印刷后收卷放皿期间易发生粘连现象,透明油墨被成块粘下来,在油墨处甚至不能与下层塑料膜分开,以致造成大量废品。印品产生粘连大多是由油墨发钻、环境湿度太高、压力太大等造成的,主要有如下因紊引起。①油墨本身耐热性差在高温条件下产生更大的钻性。油墨干燥时,用肉眼无法看出。由于印刷物品被卷起后,残留溶剂很难蒸发油墨中树脂不能干燥、固化使成品发生严重的粘连,油墨中残留的溶剂过多收卷后就会使成品发生严重的粘连。残留溶剂过多不仅会影响其牢固性,而且对食品极为不利,使包装品产生异味。②由于环境温度太高,会造成油墨软化,从而导致印品粘连。在常温下很多使用透明油墨的印刷品在操作和使用中都很正常但在高温印刷时,油墨就会软化而产生粘连。因此要求印刷品的操作和使用的环境温度不要超过50摄氏度最好能控制在45摄氏度以下。此外收卷过紧、收卷张力过大也会引起粘连解决的方法是控制好印刷干燥温度并将张力放松,收卷不宜太紧。③油墨与基材没有很好的粘结力,使承印物上的油墨粘结不牢收卷后容易产生转移导致粘连。解决方法是正确选用油墨,控制油墨的质量使其适应基材。另外可对基材表面进行处理,提高它对油墨的亲和力也是降低油墨发生粘连的方法。一般要保证BOPP表面张力应38达因。

3.印刷透明油墨镀铝复合后光泽度不高

    主要原因和解决方法:产生这种现象的主要原因是:①油墨本身的透明性差应更换透明性好的油墨。

②印刷时溶剂挥发太快钻度太低,应根据孺要选用合适的慢干溶剂,检查并提高油墨钻度。③镀铝层均性不良,造成反光泽差要更换镀铝膜并保证其表面均匀、无针孔。④刮墨刀角度太大印版网穴浅要调整控制好刮墨刀角度,一般夹角控制在35度左右为宜。

    4.透明油墨发生结块现象

    主要原因和解决方法:此现象一般发生在气温较低的情况下。此种情况下,应将油墨放里在35℃室温下热化。为防止意外,还必须由专人看守。

    总之溶剂配比失调、钻度控制不当或工艺操作失误等都极可能导致许多故障现象所以每一个环节都不能马虎。因此在使用透明油墨印刷时,要想获得理想的效果各个环节必须严格把关,并且要根据印刷的实际情况选择合适的油墨。

移印,印刷特种工艺

移印胶头制作工艺 一、移印胶的特点及用途 移印胶是一种双组份化合物,硫化反应是在室温下进行的,其中基料由双羟端基聚硅氧,补强剂(二氧化硅增塑剂)等组成;固化剂由多硅酸脂组成。两组化合物在催化剂存在下交联反应形成柔韧弹性体。硫化后的移印胶具有以下特点: 1:室温硫化,不发热,尺寸稳定性好,光泽度亮。 2:具有良好变特性与脱模性,同时流动性好。 3:弹性好,抗撕性高,配制不同硬度的品种适应各种应用不变形,脱模方便。 4:易操作,使用工艺简便,在一定范围内可以调节固化周期。 二、制作工艺 1:先把使用工具如:模具(铜模、水晶模、吸索罩等)、搅拌桶、搅拌棍用清洁剂(洗洁精、巴素擦铜水等)清洗干净(不同性质的模具要用不同的清洁剂,不能用腐蚀性极强的溶剂,如天那水、洗网水等)。然后全面擦干净,不能存在任何异物和污迹等。再在模具上涂一层脱膜剂:如凡士林、洗洁精等(某些性质的模具无需涂脱膜剂)。 2:根据模具的体积计算胶浆和矽油(添加硅油可适当调节胶头的软硬度。用量过多,胶头的耐磨性就差。),混合搅拌均匀。然后静置摆放10分钟或真空处理。 3:按胶浆和矽油搅拌后总重量添加一定重量(配比量)2-3%的固化剂,再次既快又均匀地搅拌3-5分钟。之后如有条件的立刻进行真空排泡,这叫强制排泡法;没有进行真空排泡的叫静待自然排泡法。(注:①、固化剂用量需依据供应商提供的数据进行测试,找到适合自己的操作方式的用量;②、具体选用何种方式进行排泡,要视固化速度而定。) 4:把真空排泡后或静置排泡后的混合体。从模具的边缘慢慢地倾注入模具内。不能大量倾注入模具的中心部位,那样会增加气泡量,降低胶头的使用寿命。 5:真空后的混合体倾注入模具后即可以盖上木片;自然排泡的混合体倾注入模具后静置大约30分钟后盖上木片。 6:脱模后的胶头放置3天,使用效果较佳;如有条件,放入冰箱存放,其使用效果更佳。 三、注意 1:移印胶属室温硫化橡胶,能在常温下硫化成型。固化时间随固化剂的用量而定,固化剂的用量越多,固化就越快,其胶头的抗撕力就越弱。但与环境的温度也有一定关系,室温高,固化剂要适量减少;温度降低时,分量要适当增加;湿度大时,分量亦需增加。加入固化剂如果搅拌不均匀,硫化效果不好,则难以脱模,更不耐用。 2:胶头的工作接触面,原则上不能用洗网水、天那水等腐蚀性极强的溶剂进行清洁,那样极大地破坏了胶头表面的分子的网状结构。如果这样的胶头易上油,但移印次数会减少。直接影响使用寿命。所以最好用洗面水、工业酒精或白电油清洁胶头表面。 3:胶头的硬度可以通过增、减硅油量来调节,硅油加得越多胶头就越软,加多硅油同时应加多固化剂,不然会有出油现象。胶头硬度为10°以下,则需用软体胶浆配制。 4:脱模之后胶头要放在干净通风的地方,不能用尖锐的东西触及胶头的表面。
移印的模(母)板是将要印刷的图形蚀刻在一块钢板或冲洗过的光聚合物膜片的表面。印刷时,刮板(常用0.25-0.5mm厚的具有弹性较好的,刃口绝对平直的钢或铜片做成)将油墨刮进蚀刻的图文里,剩下的油墨再刮回油墨糟中。移印时,弹性的软移印胶头再将油墨从模版上转移到承印物上。 用硅橡胶制成的胶头将钢模板上图文里的油墨转移到承印物上,胶头必须柔软,无污点。所以可以印在不同形状、不同硬度和不同质量的承印物上,如打火机、圆弧形笔、玩具、家居设备、开关、键盘、按钮等电子及自动设备上。 移印的优点和遮盖力特点 优点: — 可选择的承印物多样 — 圆筒印刷速度快 — 可印坚硬、中空物件 — 可与装配和生产线同步进行 — 可印精细线条 — 封闭系统运行,溶剂挥发慢,不需花太多时间关注油墨,如油墨粘度 — 易操作 — 可多色印刷 — 干燥快,使用能源成本低 — 更改时间短,特别适于印小物件 — 操作空间不需太大,节省场地 — 印刷成本低 遮盖力特点: — 可印不同形状的物体 — 可印在不同类形的表面 2、移印及要求 2.1移印胶头形状及比较 移印头是移印机和移印过程中的重要组成部分,直接影响油墨的转移率和印刷质量。所有标准胶头形状都有一个共同特点:印刷表面是凸的,从边缘到中间的印刷区域有一定的角度。这种凸的表面影响油墨的转移,但保持了油墨印刷的清洁性。半圆、圆锥状的胶头比较理想,可以均匀转动,防止气泡,同时也易将油墨从钢模板上转移到承印物上,但胶头的形状有时还可以是正方形或矩形。如果是正方形,必须保证中间为圆锥状,这样胶头才好转动。矩形胶头印出的结果不尽理想,因为胶头只可以垂直两个方向运动。 2.2胶头的尺寸 要保证线条的锐利及印刷的无污点,胶头要选大一些的(即胶头的有效投影面积大于钢模板上图文面积)。因为胶头变形越小,印刷线条越锐利,同时胶头要比实际印刷的图文稍大,特别是对一些特殊印刷,但大胶头所需的压力也要求越大,价钱也越贵。 2.3胶头的硬度 胶头的硬度通常为2—18°不等,特殊硬度从0—40°以上都有,数字越高,硬度越大。硬度影响印刷质量与印刷寿命,硬胶头印刷效果好,寿命长。但大多数情况下不用太硬的胶头,因为会损伤印刷材料;同样,软胶头可用于不平整的表面,例如承印面曲率大的工件等。因此,选择多硬的胶头,取决于移印时的压力大小,压力越大,胶头越硬。但胶头压力不要太大,否则承印物会有小裂纹出现,易出现污点。总之,印刷线条较细时,胶头相对软些,平面上印刷,胶头可硬些,对于被印刷面园弧或凹凸不平的表面应选用较软些的胶头。 2.4胶头所用硅橡胶的质量及油墨的转移: 移印胶头由硅橡胶(南京大学 ND-347室温硫化硅橡胶)及聚氯基甲酸乙酯树脂之类具有弹性的材料浇铸而成。硅橡胶主要有两种类型:聚合型和加聚合作用型。 从物理性质如抗拉扯、抗溶剂,加聚合作用的胶头比聚合作用的胶头要好,当然原材料的价格也要贵。表面的光滑度是决定印刷质量的决定性因素,如小污点或空气气泡都会影响印刷。移印开始时,新胶头可能吸不上油墨,可以先在纸张上试印或用酒精清洗来解决。也可用稀释剂清洗,胶头可立即从钢模板上吸上油墨;如果油墨转移不太好时,可用胶带粘胶头表面化,粘掉胶头上的灰尘。同时,移印头的起落程度也会影响油墨的转移量。 2.5胶头的寿命 一般一个胶头大约能印5000~10000次,但同时还取决于所用的油墨类型和印刷质量要求。用单组份油墨,胶头的寿命较长,而双组份油墨较短。胶头的尺寸、形状、硬度及材料形状都会影响使用寿命。如果印刷角度较尖锐或特别弯曲的物体,胶头印1000~5000次就会损害。胶头清洗用硅油。 3、对钢模板的要求 钢模板可用来转移印刷图文,用何种钢模板取决于印刷质量和数量。要保证印刷的流畅性,钢模板上的图文离边的距离最少为25mm并固定在中间。如果是印长线条或精细线条,刮墨刀与钢模板上的角度成5—15°,以保证刮刀不会刮去太多的油墨。多次试验表明,蚀刻深度为25um最适于移印,因为移印每次转移的油墨量较少,如果蚀刻深度为25um,移印后的油墨膜厚为12um,剩余的油墨仍然留在钢板里。因为油墨里含有40-60%的稀释剂,干燥后油墨膜厚为5-8um,有时只有2um。细小字体的蚀刻深度为15um,而大面积印刷时可达30um。常用来制作钢模板的材料有T8、T10工具钢和CrwMn,9Mn2V合金钢,按GB230-83规定的测定HRC=>45-60之间的消氏硬度,不管使用哪一种钢材,其蚀刻图纹前经磨削、抛光表面的不平整度Rz值应<0.8-0.2um,所以蚀图前,对钢板精磨是重要的。 4、移印油墨 要获得理想的印刷效果,必须使用可移印的油墨。因为移印每次转移的油墨量少,因此要求移印油墨的色含量要高。油墨的特性包括: — 易操作 — 色浓度大 — 储存期长 — 遮盖性好并且油墨细腻 — 不危害身体健康 — 短丝头,不拉丝 — 保护环境 — 快干(瞬间大约3秒左右干燥) — 易清洗 — 低于承印物表面张力及理想的粘度 — 附着力好,材料不需预处理和后处理 — 对各种承印物的应用广泛 注意:由于使用范围的不同,对油墨的要求也不同。 4.1组成及作用 ·油墨包含粘接料、颜料、溶剂及助剂。 ·粘接料包含一种或多种树脂。树脂在大多数情况下,一般为粉状,必须溶解在适当的溶剂或混合溶剂中。树脂的选择和合成决定油墨的印刷特性,如对承印物的转移和附着力,光泽度和耐化学性。 ·溶剂是移印油墨干燥速度的决定性因素,同时对印刷速度、附着力等都是影响因素。 慢干剂对移印的影响不是太大,因为移印的速度一般很快,只有在使用快干油墨,如使用宝龙KSU系列油墨时需要。慢干剂蒸发较慢,因此对印刷不会有太大影响。 稀释剂包含在溶剂中,稀释剂与油墨混合可获得理想的粘度,这样便于油墨转移及转移效果。 ·颜料反映出油墨的色调并决定其底色。可分成有机和无机颜料,要求颜料不含重金属,色浓度大。 ·助剂一般为少量使用,其作用是调整油墨的特性,如流动性,粘性操作性或表面特性。助剂类有流平剂,增厚剂等。不管是哪一类油墨,应该是每次用多少配多少,并充分混合,为了保证可印粘度,移印中应适当调整油墨,保证移印的持续进行。 4.2特征 对印刷要求有以下不同: — 印刷面要求有哑面、半光、光面或高光。 — 油墨耐化学性,耐UV。 — 耐光,耐划擦或耐盐水。 — 印刷面需透明或遮盖性好。 4.3 油墨类型 — 物理干燥型油墨(单组份) — 化学固化型油墨(双组份) — 热固化型油墨 — UV固化型油墨 — 水性油墨 * 单组份油墨加入稀释剂可获得理想的印刷粘度,干燥方式为物理蒸发型,一些热塑性承印物如PS、PC、PVC会有轻微溶解发生,这种溶解使油墨与承印物发生直接粘接,因此耐刮擦,附着力好。 * 双组份油墨的耐化学性更高,一般油墨中需加入硬化剂,但必须注意在印刷生产前加入,如果加入时间太长,则效果不好。是否完全干燥取决于周围的温度;在室温20°环境下干燥需要几天。因此不要过早进行耐划擦及附着力测试。 * 热固型油墨一般为双组份油墨,这种油墨的树脂连接在室温情况下不会发生,只有在高温条件下才进行。 * 氧化型油墨通过空气氧化发生反应,一般反应速度较慢,在室温条件下为1~2天。 * 移印油墨的转移主要依靠溶剂的蒸发,蒸发使油墨膜粘接,同时调整油墨的附着力。通过油墨膜层的转移来达到良好的遮盖力。UV油墨中由于缺少溶剂,不可改变油墨膜层,这种转移为“水转移”,且转移较难。 UV固化油墨的应用领域一般为高品质移印。 UV油墨的优点有: — 钢模板上油墨不干燥 — 质量有保证 — 对钢模板的磨损少 — 干燥速度快 — 不含溶剂 UV油墨的缺点: — 能量要求高,要求有UV固化设备。 — 清洁胶头的要求较高,粘性要求不如溶剂性油墨 — 精细度印刷不如溶剂油墨 * 水性油墨还未用于移印,因为产出率较低,干燥速度、粘性、附着力、蒸发速度都不如溶剂性油墨。 4.移印前的准备工作 需仔细称重稀释剂及硬化剂的加入量;对承印物的处理;一些承印物的表面有油或硅,需对表面进行处理后才可进行印刷,最简单的方法是用酒精清洗。 PP或PE可用电晕或火焰进行处理。电晕处理为20000伏特,火焰处理时火焰可调整。另一种方法为用PP水进行处理表面。 有些塑料的表面有强静电,这时可用电离器进行处理。 多色印刷时,可通过通风系统加速干燥。但必须注意,移印时不可直对油墨吹风,否则稀释剂蒸发太快。表面处理可提高油墨的附着力。
移印工艺概述 一、移印工艺的原理   移印工艺有点像橡皮图章,不过橡皮图章本身制成凸文,蘸取油墨后移至需要的地方压一下就会印上简单的文字。移印工艺借助于可以变形的移印胶头来完成油墨的转移,移印胶头表面并不含有图文;需要的图文先要晒制并蚀刻成移印凹版,然后在移印凹版表面涂上油墨,用硬质刮刀刮去印版表面非图文区的油墨,用胶头蘸取印版凹坑处的油墨并抬起,移动到承印物表面进行压印完成印刷。由于移印工艺采用间接印刷方式,对印版和承印物的相对位置没有严格要求,移印胶头可以制作的比较小,所以非常适合很小的工件印刷;而且移印胶头容易变形成和承印物表面走势吻合的形状,对于凹凸不平面、磨砂面及球形面、弧面等的印刷有其他印刷工艺不可替代的优势。   二、移印印版   传统的印刷工艺无不是以印版作为图文载体来区分图文区和非图文区。移印工艺也不例外,移印工艺以图文凹于印版平面的平面凹版为图文载体,和凹版印刷使用的凹版滚筒类似,制作原理和方法也类似,只是不是圆筒状而已。还有一个区别是移印工艺普遍用于劳动密集型的特种印刷企业,成本不能太高,使用的印版也不是以镀铬的铜版为主,主要以洛氏硬度HRC为45-60之间的合金钢。   1、厚度为10~15MM的移印钢板 最早的移印机采取墨盘供墨方式,主要使用厚度为10~15MM的移印钢板,基材经过磨削、抛光、研磨,达到表面粗糙度RA为0.025μM的镜面效果就可用来制版。先在钢板表面涂布一层聚乙烯醇类感光胶,干燥后贴敷晒版软片在真空晒版机下曝光,用水(富士感光胶用特制汽油)显影,并用腐蚀剂腐蚀出凹文,即可上机印刷。现在国内生产的移印机普遍采用厚钢板。   2、厚度为0.25~0.5MM的移印薄钢板   席卷20世纪80年代的绿色浪潮也不断涌入印刷界,位于浪尖位置的胶印、柔印、凹印等纷纷洗去尘埃,换上绿装。位于波谷的特种印刷行业多多少少也受到一点影响,虽然只是一点小小的变化,也让人感受到从事特种印刷行业人们的健康要求也很重要。   移印工艺以采用溶剂基的丝网印刷油墨为主,溶剂的挥发对人体有害,但使用水基油墨还不大现实,一是钢板容易生锈,二是油墨粘度达不到要求,三是移印胶头对水性墨几乎没有什么亲合力。所以国外首先提出墨盅供墨的设计思想。将溶剂基油墨封闭于一个油盅内,油盅依靠自身的磁力吸住薄钢板,通过油盅的往复来达到涂墨和刮墨两个目的,既防止油墨溶剂挥发,又省去了刮刀装置。之所以墨盅供墨方式采用薄钢板而不是厚木板,主要是装拆墨盅的要求,薄钢板很容易拆下翻转,将墨盅拆掉,如果直接将墨盅拆掉,油墨会遗留在钢板上面,而厚钢板太厚太重,装来装去不够灵活。   移印薄钢板绝大多数都预涂有聚乙烯醇感光胶,并有黑色PE膜保护,使用时直接揭掉保护膜即可,晒版过程和腐蚀过程与厚钢板相同。   3、厚度为0.5~1MM的尼龙凹版   移印印版版材也有非金属化的趋势。在热塑性塑料中,尼龙的耐磨性优异,对油墨中溶剂的耐蚀性也不错,而且经过改性的三元尼龙还是比较理想的感光材料,因此尼龙凹版有取代移印薄钢板的趋势,而且尼龙凹版也为未来实现数字化制版奠定了物质基础。   尼龙凹版通常是将尼龙感光胶预涂于锌板或铝板之上,由于印刷过程中墨盅和尼龙面直接接触,与基材锌板或铝板隔着尼龙层,所以不用提心它们的强度。   尼龙凹版供货时有固定的尺寸,用PET薄膜进行保护,使用时揭掉保护膜,将晒版软片贴敷曝光并用乙醇显影,用温水冲洗即可。   4、镀铬的铜版   高精细的层次印刷有时用镀铬的铜版,铜材的组织结构细致,容易表现网点结构,非常利于表现细节,在利用移印工艺来对小型碟子、酒瓶盖进行层次印刷时也可使用铜版。   三、移印胶头   移印胶头可以说是移印工艺的标志,它起着吸附和转移油墨的作用。从印版是否与承印物接触的角度出发,印刷可分为直接印刷和间接印刷两大类,胶印靠橡皮布转移油墨,是间接印刷的代表;凸印、柔印、凹印、丝网印刷则是明显的直接印刷。显而易见移印工艺也属于标准的间接印刷。移印胶头和橡皮布一样都对印刷质量有很大影响。   1、移印胶头的形状   移印工艺和胶印工艺不同的是,橡皮布与印版滚筒和橡皮滚筒呈线接触;移印胶头与印版和承印物的接触呈面接触,面接触最大的缺点是容易夹进空气,形成气泡。为此,移印胶头均设计成图示的形状,在压印时中间部位先接触印版或承印物,随着压力的增大,逐步延伸至全部图文区域,空气也一步步挤出。 移印胶头的形状有抛物线体、球体和近似锥体等。球体在相同压缩量的情况下,印刷面和要大于抛物线体和近似锥体,但在印刷小面积的细小文字时,要选用抛物线体和近似锥体。移印胶头可以制作成各种特殊形状,并进行组合,来进行各种复杂承印面的印刷。   2、移印胶头的硬度   室温硫化硅橡胶在硫化过程通过调节软化剂的含量来控制移印胶头的硬度。硬度通常用肖氏硬度来表示,体现了移印胶头抵抗形变的能力。在印刷平面工件和层次图案时应选用硬度较大的胶头以获得较小的变形和较低的网点扩大,;而在印刷曲面工件时,应选用硬度较软的胶头以实现比较大的变形。但是平面移印版上的图文转移到曲面承印物上时会发生变形,如果胶头硬度再软一些,变形就会更大。控制这种变形仅靠移印胶头硬度的选择已是无能为力,必须根据变形趋势在制作晒版软片时作变形补偿。   3、移印胶头的变形量   移印胶头的压缩变形是它进行油墨转移的基础,但这种变形也是印迹变形的主要原因,要完成印迹的完全转移并不发生明显变形,最好控制变形量在10MM以下,也就是说移印胶头截面积有效值的选择是在中心部分被压缩10MM时图文面积的110%。有时候承印物表面形状比较特殊,可根据具体情况设计成其变形后截面积与承印物表面形状类似的胶头,来控制压缩量在10MM以下。当然,移印胶头的变形量与硬度有关,在控制变形量在10MM以下的前提下选择较硬的胶头能获得比较理想的印迹。   四、移印设备   移印机械是印刷机械中结构比较简单的一类,大多由以下几部分组成:   1、工作台   工作台用来安放夹具和承印物,单色移印机的工作台通常是能进行三维位置调节的三部件机构;双色移印机工作台以梭动工作台为主,能够在两个印刷位置来回移动实现两种颜色的套色印刷;多色移印机除了梭动工作台,还有一种转盘工作台,可以进行连续化的套色印刷,生产率也比较高。   承印物自动上下的工作台体现了现代移印机的发展方向,它大大降低了工人的劳动强度,可以降低生产成本,提高劳动生产率。特别是针对专业产品的移印机如光盘移印机等大都不用手工装拆承印物的工作台。   2、印刷装置   印刷装置是移印机的核心,它由胶头平移机构和胶头下落机构组成,下落机构主要完成沾墨与抬起和印刷与抬起的基本动作;胶头平移机构则用来完成胶头在印版位置和承印物位置的往复变换。现代移印机主要有气动控制印刷装置的基本运动。 印刷装置中胶头下落行程的调节是通过调节机器侧壁的磁感应开关的位置来进行。胶头下落行程直接影响胶头的压印力。   3、供墨装置和刮墨装置   移印机的供墨装置也很简单。供墨有两种方式,墨盅供墨和墨辊供墨。墨盅供墨是将油墨与稀释剂调好后封装于墨盅中,倒放于移印薄钢板上,利用自身的磁力吸往薄钢板,墨盅连接于推动气缸的活塞轴上可以往复移动,实现覆供墨和刮墨。现在国内市场上大部分的移印机是墨辊供墨,移印钢板平置于墨槽的前端,后端加入油墨和稀释剂与胶头平移装置固定在一起的刮刀装置本身携带覆墨辊,在覆墨阶段,刮墨刀处于抬起位置,覆墨辊浸于墨槽中,当胶头座向前移动时,带动覆墨辊至印版表面开始覆墨,然后刮刀落下刮墨,覆墨辊回到起始位置。   4、控制系统   控制系统用于将上述机械动作进行有序化排列,使印刷过程自动化,现在的移印机基本上实现了微电脑控制,性能比较稳定可靠。   在调试阶段,机器要能进行单个机构动作的测试,如胶头下落动作一次循环动作,空行程匀墨动作等,这些动作都有单个功能按键进行单独控制操作;在正常生产阶段,磁感应开关相当于位置传感器,在检测到胶头活塞轴的位置信号后,向中央微处理器发出信号,中央微处理器再向各个控制电磁阀发出电压指令,推动汽缸移动。使移印机按照印刷工艺要求连续不断地进行印刷。   五、移印工艺的现状与发展趋势   印刷技术的进步主要体现在主流印刷领域,移印工艺基本上没有多大的改进,不管是桌面出版还是直接制版、数字印刷对于移印工艺都丝毫没有影响,普遍存在于特种印刷企业的仍然沿袭传统的移印工艺是照像出软片,腐蚀制印版,用移印设备印刷简单的文字色块图案。随着社会的进步,用移印的方法来印刷精美的层次印品会变成一种时尚,移印这种印刷工艺会慢慢沿着环保、安全、数字化、高质量的方向向前发展。
août 2008

污水处理装置臭气处理工程应用中的若干问题分析和探讨(下)

污水处理厂臭气处理的主要对象是污水集水井、格栅井、初沉池、污泥浓缩池、均质池和脱水机房等发生臭气较多的设施。而二沉池、采用二级生化的后道低负荷的生化池等气味较小的处理设施一般不考虑。臭气的收集方式也要根据处理设施的结构、工艺特性和操作要求等考虑,能全封闭的就全封闭,不能全封闭只能采用半封闭或局部封闭。如:溶气气浮(DAF)可完全封闭收集臭气,而涡凹气浮(CAF)池上因设置了括渣机,可半封闭收集气体,封闭区域为前部的涡凹曝气区域,该区域产生的气体最多,由于是半封闭,抽风机的吸风量应该大一些,以避免大量臭气外溢。这样可使大部分有害气体收集并处理,既不影响观察和操作,也可避免括渣机等设备的腐蚀。

曾应邀参加某新建工业废水处理埸初步设计审查会,该工程的初步设计中也有臭气处理方案,但这方面内容只是作了简单介绍,主要是介绍臭气的处理技术,臭气的收集方式等没有说,似乎这方面问题没必要介绍,是不成问题的问题。而我认为这些才是臭气处理方案中的关键问题,是不能被忽视的。原本我以为已有各处理设施臭气收集的合理方案,但问了才知道不是这么回事,对鼓风曝气池只是简单地作封闭,并开设我前面所说的“观察窗”,这对运行管理造成的影响是可以想象到的。

我也询问了该污泥浓缩池的臭气收集方式,浓缩池是幅流式的,采用括泥机括泥,设计方说初步考虑全封闭。污泥浓缩池是臭气处理的重点构筑物之一,其特殊的结构对臭气的收集确实有难度的。污泥浓缩池的臭味很大,池内设置的括泥机24小时旋转括泥,浓缩污泥的出泥井在池上,出泥量通过出泥调节堰门人工控制。可以设想一下,如果浓缩池全封闭收集臭气,臭气是没了,但新的问题出现了。封闭后浓缩池的运行状态无法观察到,括泥机等设备无法保养,并很快腐蚀,池内的出泥量也很难控制,会给后续的污泥脱水带来很大的负面影响。

我的初步意见是此类污泥浓缩池只能采取局部封闭,因为浓缩池臭气最大的是池上的出泥井,池内污泥由出泥井从底部上流,通过出泥调节堰门流出,由于污泥是动态的,且是流出来的底泥,在此过程中有大量含硫化氢的臭气散发出来,所以出泥井应该进行封闭并收集臭气。出泥井封闭很简单,出泥堰门的阀杆和操作凡尔不封闭在内,这样也便于操作。虽然这样只是收集和处理了出泥井的臭气,浓缩池池面的臭气没有收集和处理,但由于浓缩池水面有水,水层是相对静止的(相当于水封层),散发出来的臭气就少很多。

我也不反对浓缩池全封闭,但要满足二个条件:一是池内的括泥机等设备都需进行防腐处理或采用耐腐蚀的材料;二是需采用活动罩封闭,当要巡检或检修时可以方便开启。这样形式的臭气收集设施不知是否有,但用于曝气池封闭的移动式集气盖在资料上看到过,采用电动开闭,操作人员巡检时只要按开启按钮就可开启罩盖。此类臭气集设施的费用估计会较高,但对曝气池这样的处理设施是必需的。

污泥脱水机房也是臭气收集处理的重点区域,虽然污泥脱水机房通常都安装了换气扇,在一定程度上能减少机房内的臭味,但脱水机旁的臭气仍会很大,因为脱水前的污泥通常已厌气,在气温高的季节会有大量硫化氢散发出来。脱水机区域的臭气收集处理是有难度的,以常用的带式脱水机为例,通常有多台脱水机,每台脱水机的间距在安装时是有规范的,即间距不大,但不能影响操作和检修。

某厂的臭气处理项目方案中拟对有多台带式压滤机进行全封闭来收集和处理臭气,不知用什么方式封闭。脱水机运行过程中是需要进行观察和调整的,如:滤带是否跑偏或浦泥等情况。带式脱水机检修时,要将相当于脱水机宽度的长轴抽出来。如果每台脱水机单独封闭,就没有检修所需的空间,如果所有脱水机一起封闭,脱水机的运行状态更无法看清。更主要的是封闭后脱水机很容易腐蚀。

所谓的封闭是为了收集臭气进行处理,即使是全封闭也不是严格意义上的,因为系统的抽风量一定要大于臭气的产生量,多余气体从外界吸入补充,否则整个臭气处理系统就无法正常运行。所以污泥脱水机的臭气只要在上部设置吸气罩(原理与家庭用的吸油烟机相似),也可大幅减少臭气量。臭气处理的目的只是减少臭气来“改善”操作环境,臭气处理也是要有重点的,而不是从根本上消除臭气,从目前的条件和技术水平也很难做到这一点。如果在臭气收集和处理中不充分考虑到对污水处理运行和操作条件的影响,是会得不偿失的。

août 2008

用石灰处理电镀含酸废水的方法

摘要:用石灰处理电镀含酸废水成本低,但操作复杂,存在不易自动控制和水质混浊的缺点。设计两个中和反应池,在第二级中和池中用pH控制系统控制两个中和池中石灰的加入量,有效地解决了pH控制系统探头结垢的问题,实现了自动控制。在絮凝池中用pH控制系统将废水pH控制在8.3~8.8的范围内,用这套系统处理含酸废水,水质清澈,悬浮物达标,与使用烧碱中和法达到了同样的效果,取得了较好的经济效益和社会效益。

    关键词:石灰;自动控制;含酸废水中图分类号:X781.1   文献标识码:B 

    引 言

    处理电镀含酸废水一般采用烧碱中和法和石灰中和法,用烧碱操作简便,但成本高,用石灰成本低,但操作复杂。目前,许多电镀厂家和专业电镀废水处理公司使用烧碱处理,而一些用酸量大的电镀厂则使用石灰处理。用石灰处理电镀含酸废水,目前存在的问题主要有两点:第一,水质浑浊,悬浮物不易达标;第二,过程复杂,不易实现自动控制。

    我公司是大型电镀企业,电镀产品前处理脱漆等工序用大量的硫酸,每月大约80t,酸洗和活化每月使用盐酸大约20t,废水处理车间曾经使用过烧碱处理含酸废水,但成本太高,不得不改用石灰代替烧碱。在使用石灰处理含酸废水的过程中,通过实验和长期摸索,成功地研究出一套用石灰处理电镀含酸废水的方法,取得了较好的经济效益和社会效益。

    1 设备工艺流程

    1.1 设 备

    废水处理车间含酸废水的处理设备主要有:含酸废水调节池,一级中和反应池,二级中和反应池,絮凝池,沉淀池,清水池,污泥浓缩池,板框压滤机和石灰乳液配制池等。

    1.2 工艺流程

    含酸废水从电镀车间流入含酸废水调节池,用泵将含酸废水从调节池泵入一级中和反应池,在一级中和池中加入石灰乳液中和废酸和沉淀重金属离子。废水从一级中和池流入二级中和反应池,在二级中和池中继续加石灰乳液中和废酸,并调节废水的pH至合适的范围。废水从二级中和池流入絮凝池,在絮凝池中加絮凝剂使沉淀物絮凝成较大的颗粒,然后流入沉淀池,在沉淀池中水和沉淀物分离,上清液流入清水池,最后从出水口排出,沉淀池中的泥渣用泵泵入污泥浓缩池,然后用板框压滤机压滤,滤液流回到含酸废水调节池,滤饼送至相关部门处理。

    2 方法研究

    2.1 存在的问题

    用石灰处理含酸废水,首先在石灰乳液配制池中将石灰配成乳液,氧化钙与水反应生成氢氧化钙。氢氧化钙比氧化钙具有更细小的颗粒,与酸反应速度较快,且反应充分,反应中生成硫酸钙和氯化钙。硫酸钙是微溶物质,在水中的溶度积为:

               [SO42-][Ca2+]=k

    k为硫酸钙的溶度积常数。

    为了研究用石灰处理含酸废水水质浑浊的问题,现在假设有1L硫酸钙饱和溶液,其中[SO42-]=a,[Ca2+]=b,那么ab=k。再假设另有1L硫酸钙饱和溶液,[SO42-]=2a,那么[Ca2+]=0.5b。如果将这两种硫酸钙饱和溶液混合到一起,通过计算可知,混合后的溶液中[SO42-]=1.5a,[Ca2+]=0.75b,此时,

    [SO42-][Ca2+]=1.5a×0.75b=1.125ab>k

    此式表明,两种饱和硫酸钙溶液混合后,硫酸根和钙离子浓度的乘积大于硫酸钙的溶度积常数,因此这两种溶液混合后,溶液中将生成硫酸钙沉淀。

    用石灰处理过的电镀含酸废水是硫酸钙的饱和溶液,在处理过程中,当石灰加入量不同时,将导致废水中硫酸根和钙离子浓度的变化。废水流入沉淀池后,水与沉淀物分离。如果某一时段进入沉淀池中的废水与另一时段进入沉淀池中的废水硫酸根和钙离子的浓度有所变化,那么根据以上的讨论可知,当这两种废水混到一起时,在沉淀池的上清液中将有硫酸钙沉淀生成,使水质变浑。

    过去,在用石灰处理含酸废水的过程中,沉淀池中的上清液经常变浑,这个问题好长时间没有得到很好的解决。用人工控制中和反应池中石灰的加入量,其用量不够准确,中和池中废水的pH波动很大,在处理过的含酸废水中硫酸根和钙离子浓度变化很大,当废水进入沉淀池后便有浑浊现象产生。解决这个问题的办法是,严格控制中和反应池中废水pH的变化范围,确保石灰用量的准确,使废水中硫酸根和钙离子浓度在较小的范围内波动。

    含酸废水经过处理后显碱性,在沉淀池中分离后,上面清液流入清水池,按传统工艺,在清水池中加酸调节pH,将pH控制到6~9。用石灰处理过的含酸废水是硫酸钙的饱和溶液,在清水池中加硫酸调节pH时生成硫酸钙沉淀,水质变浑,悬浮物超标。用石灰处理过的含酸废水有时氯化钙也是饱和的,当用盐酸调节pH时,在清水池中有氯化钙悬浮物生成。过去在废水处理过程中,采用硫酸调节pH,清水池中的水经常变浑,有时还很严重,采用盐酸调节pH后,情况虽然有所改善,但悬浮物仍然不能完全达标。

    采用石灰处理含酸废水的另一个问题是,石灰加入量不易实现自动控制,使操作复杂,水处理质量波动较大。硫酸钙有较强的结垢能力,用石灰处理含酸废水产生大量的硫酸钙,当用pH控制系统自动控制石灰的加入量时,由于探头很快结垢,失去测定pH的能力。采用人工控制石灰的加入量,由于废水酸度高,变化大,人工控制比较困难,废水处理的质量得不到保证。

    2.2 解决方法

    我公司含酸废水中含有铜、锌和少量的镍等重金属污染物质,在处理含酸废水过程中,除了中和废酸外,还要用石灰沉淀这些重金属离子,根据有关资料[1],这些重金属离子沉淀的条件为接近中性和偏碱性,见表1。

                 


    根据以上特性,如果将废水的pH控制在8~9的范围内[2],可以有效地沉淀铜和锌离子,但完全沉淀镍离子则需要较高的pH。

    用分析纯硫酸镍和去离子水配制硫酸镍溶液,用氢氧化钠将硫酸镍溶液调至pH=8.53,生成氢氧化镍沉淀,由于碱性较弱,溶液中还含有少量的镍离子,将溶液过滤后经过分析得知,滤液中镍离子的质量浓度为10.6mg/L。向该滤液中加入少许次氯酸钠溶液,滤液中有黑色沉淀生成,滤液的pH由8.53降至7.89。这个反应的过程为,次氯酸钠将二价镍氧化为三价镍,在碱性条件下三价镍离子生成Ni(OH)3黑色沉淀。在不同pH条件下测定Ni(OH)3溶液中镍离子的质量浓度,所得结果列于表2。分析结果表明,pH在8~9的范围内,Ni(OH)3溶液中镍离子的质量浓度符合国家排放标准的要求。



    由于有氰化镀铜生产线,操作工在前处理区域和氰化镀铜区域运送工件时,不可避免地将少量的氰化物带入前处理区域,最终使含酸废水中含有氰化物,其质量浓度约为1mg/L,由于浓度很低,不足以产生氰氢酸气体污染空气。因为氰化物超标,在处理含酸废水时,需要向中和反应池中加漂水破氰,在这个过程中,次氯酸根除了与氰化物反应外,还能使二价镍离子氧化成三价镍,使镍离子完全沉淀。因此,将废水的pH控制在8~9的范围内,铜、锌和镍离子以及pH都能够达到国标的要求。

    从前面讨论已知,为了使处理过的含酸废水清澈,保持沉淀池中废水pH的稳定是必要的。为了有效的控制沉淀池的pH,在絮凝池中安装了pH控制系统,控制一台加酸泵和一台加碱泵,当pH偏高时,加酸泵自动加硫酸,使OH-与H+生成H2O,并有CaSO4生成,这样在调节废水pH的同时,也降低了钙离子的浓度,保证了废水中硫酸根和钙离子浓度的稳定。当pH偏低时,加碱泵自动加碱,碱液为氢氧化钠。用这套控制系统操作,可将废水的pH控制在很窄的范围内。

    用pH控制系统将絮凝池中废水的pH控制在8~9的范围内,废水的pH已符合国家排放标准,于是我们拆除了清水池中加酸调节pH的装置。用石灰处理电镀含酸废水,在絮凝池中用pH控制系统自动控制pH,改变了传统的操作方法,解决了沉淀池中水浑的问题,同时又解决了清水池中水质变浑的问题,一举两得。

    用石灰处理含酸废水,如何控制石灰的加入量是一个较难的问题,如同前面讲的那样,使用pH控制系统控制石灰的加入量,探头结垢,自动控制失灵。为了解决这个问题,设计了两个中和反应池,在第一级中和池中用石灰中和90%左右的废酸,在第二级中和池继续用石灰中和剩余10%的废酸并调节废水的pH。按照这个操作程序,在一级中和池中,废水中的硫酸绝大部分或全部已与氢氧化钙反应生成硫酸钙沉淀,在二级中和池中主要发生盐酸与氢氧化钙的中和反应以及重金属离子生成氢氧化物沉淀的反应。如果在一级中和池中安装pH控制系统,探头存在结垢问题,那么在二级中和池中安装pH控制系统,探头结垢问题就得到了解决,因为探头结垢是硫酸钙引起的,在二级中和池中硫酸根浓度很低,在探头上不足以生成致密的硫酸钙。

    用一台石灰乳液泵将90%左右的石灰乳液通过主管道输入到一级中和池中,同时将10%左右的石灰乳液通过分管道输入到二级中和池中。分管道由三通连接到主管道上,主管道用 38cm管,分管道出水口用 6.4cm管。为了避免管道内石灰结垢,管道大部分采用塑胶软管,塑胶软管在石灰乳液泵启动和停止时发生伸缩运动,管道内壁不能结垢。在二级中和反应池中用pH控制系统自动控制石灰的加入量,pH低于控制值时,石灰泵启动,pH高于控制值时,石灰泵停止。这个设计的巧妙之处在于用一套pH控制系统同时控制两个中和池中石灰的加入量,pH控制系统探头放置在第二级中和池中,有效地避开了探头结垢的矛盾。

    3 结果与讨论

    3.1 pH的控制

    在二级中和反应池中用pH控制系统自动控制一级中和池和二级中和池中石灰的加入量,pH控制系统的控制值一般设定在7.8~8.4的范围内,这个数值一般依据废水在絮凝池中的pH来调整。絮凝池中的pH一般控制在8.3~8.8的范围内,当絮凝池中的废水pH偏高时,可降低二级中和池中pH的控制值,当絮凝池中的pH偏低时,可提高二级中和池中pH的控制值。用石灰处理含酸废水的过程中,二级中和池中的pH有一定的波动,当流入絮凝池中的废水pH高于工艺上限或低于工艺下限时,絮凝池中的pH控制系统自动启动加酸泵或加碱泵,将pH控制在工艺范围内。

    3.2 废水处理状况

    自安装了这套自动控制系统后,废水处理状况有了明显的改善,pH控制准确,水质清澈透明,悬浮物达标。为了验证这套含酸废水处理系统的可*性,连续一个星期从废水出水口取样测定,测定项目为pH、铜、锌、镍和氰的质量浓度,结果列于表3。在这套废水处理系统中,含氰废水经过处理后流入二级中和池,与含酸废水一同进入下一道处理工序,因此,在表3中也给出了氰化物的测定数据。分析结果表明,这套系统处理过的含酸废水pH和重金属离子符合国家二级排放标准。

                      表 3 出水口水样的测定结果

试样    pH     Cu2+/(mg·L-1)      Ni2+/(mg·L-1)     CN-/(mg·L-1)

1      8.47           0.05                      0.56                       0.08

2      8.98           0.65                      0.78                       0.14

3      8.61           0.38                      0.05                       0.32

4      8.37           0.87                      0.34                       0.13

5      8.53           0.68                      0.29                       0.03

6      8.27           0.90                      0.78                       0.03

7      8.24           0.92                      0.12                       0.07

    3.3 效 益

    我公司每月约使用80t硫酸和20t盐酸,废水处理车间每月约投入55t石灰处理含酸废水,每砘石灰按440元计算,合计人民币24200元。如果使用烧碱处理这些含酸废水,每月需要质量分数为96%的烧碱约55t,每吨烧碱以2600元计算,合计人民币143000元,使用烧碱的成本是使用石灰成本的5.9倍。由此可见,使用石灰处理含酸废水的经济效益是可观的。

   使用烧碱处理含酸废水比使用石灰成本高得多,那么为什么还有那么多厂家使用烧碱处理含酸废水呢?原因是使用石灰处理含酸废水存在过程复杂,操作难度大,悬浮物不易达标等问题。我们研制的这套用石灰处理电镀含酸废水系统,成功地克服了这些困难,提高了废水处理质量,并降低了运行成本,取得了较好效益。

含油废水的综合处理法及其应用

1 处理方法

1.1 竖向隔板分油法

    竖向隔板分油法是在平流式自然分油法的基础上发展起来的一种方法,它将水流改为上下流动,这样既增加了废水流程,又减少了分油池的占地面积,降低了造价,同时还可提高除油效率。其原理见图1。



    从图1可知:①当水流向上时,油珠受到的上浮力F1与水流的推力F2方向一致,大、中粒径的油珠将加速上浮到水面而形成浮油层,如及时将浮油层的油引入蓄油池便可达到油水分离的目的。②当水流向下时,F1与F2方向相反。由斯托克斯公式可知,油珠上浮速度与油珠直径的平方成正比,所以有两种可能:上浮速度大于水流速度的大油珠将上浮,上浮速度小于水流速度的小油珠会顺水流走。因此在设计隔板分油池时,应尽量使下流段距离L2大于上升段的距离L1,进水区的隔板空位高H1大于排水存放区的隔板空位高度H2,并选择合适的水流速度。同时还可再多设几道隔板,使水流上下反复几次,这样将大大有利于油珠从水中分离出来。

1.2 蜂窝斜管分油法

    蜂窝斜管分油法是将除油池在同一过水断面上分成若干小格,这样便减少了除油池的水力半径,降低了水流雷诺数,提高了水流弗劳德数,因而可提高油水的分离效率。格子越小则其分离效果越好,但格子太小易产生阻管现象,所以常用边长为30、50、80mm的正六边形等规格斜管。蜂窝斜管分油池的构造见图2。



    当含油废水缓慢上升时,因油和水的密度有差异而使得油水逐渐分离。蜂窝斜管材料应耐腐蚀、不沾油和光洁度好,常采用的材料是聚酯玻璃钢。

1.3 磁性颗粒吸附过滤法

    该法利用磁性材料产生的磁力来吸附废水中乳化态油和其他杂质,其原理见图3。

    为了提高磁性颗粒的亲油性,一般需先用温度>35℃的石腊、油脂等进行表面处理,使其表面覆盖上一层亲油疏水性的薄膜。目前常用的磁性物质有:铁矿石、含磁性物的高炉碎渣以及掺杂少量铁粉等磁性物质的水泥、碳酸钙等[1]。磁性颗粒的粒径过小则产生的水流阻力大,并且易堵塞;粒径太大则吸附表面积将减小,吸附性能将下降,因此粒径多在1~3mm。当吸附池运行一段时间后,铁架小框内的磁性颗粒将吸满杂质,这时需换上新的铁架小框。吸满杂质的铁架小框滤干后放入炉中焚烧,取出并振动去灰后再进行颗粒表面油膜处理,又可以重新使用。



    上述三种方法处理含油废水都是行之有效的,它们各有特点:竖向隔板分油法简单易行,适用于大流量的含油废水处理,但它对废水中的小油珠和其他杂质却往往无能为力;蜂窝斜管分油法对小油珠具有较好的去除效率;磁性颗粒吸附过滤法对乳化态油和细小杂质具有较好的处理效果,但处理大批量含油和杂质多的废水时容易产生堵塞现象。因此,在处理含油废水时将上述三种方法相结合(组成综合处理法)将更有效。

2 应用实例

    某铁路机车修理厂在洗涤机车过程中产生废水约100m 3h。对该废水进行测试时发现,在前10min内上浮效率上升较快,此后上浮效率上升缓慢。考虑该废水含油量高达1200mg/L,故设计了综合分油池:水力停留时间为0.2~1.0h,宽为2m,平均水深为1.5m,总池容为45m 3(沉淀隔油池的容积为15m 3)。废水处理流程为:沉砂过滤槽及沉淀分油池→隔板分油池→蜂窝斜管分油池→磁性颗粒吸附过滤分油池→清水池。在分油池中设置了集油管,以便及时将浮于水面上的油层导入集油池。另外,还设置了水位高度自动调节板,采用全宽度排水(池内水面的高度变动很小),以保持水位线与集油管缺口间的高差始终在10~20mm范围内。之所以将沉砂过滤槽设置在最前面,是由于废水中含有污泥和有机杂质。采取这些综合措施后,该厂外排水水质不达标问题得到了彻底根治。多年来该设施运行平稳,排水口水质清澈透明,含油量仅为0.4~0.8mg/L,达到了GB8978—1996的一级标准(见表1)。



3 结论

    含油废水综合处理法吸收了传统的沉淀过滤分油法、竖向隔板分油法、蜂窝斜管分油法与磁性颗粒吸附过滤法的各自特点,既减少了占地面积(较传统方法减少了50%~60%),降低了工程造价,又成功地解决了采用传统方法时出现的难题。同时综合处理法的运行费用也低,操作简单,并且分离出的废油经过处理后可再生,又能取得一定的经济效益。

印染废水处理中的预处理

纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法,而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质,去除悬浮物及可直接沉降的杂质,调节废水水质及水量、降低废水温度等,提高废水处理的整体效果,确保整个处理系统的稳定性,因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。
目前用于印染废水处理中的预处理工艺主要有:格栅、筛网、沉砂、调节水量及水质、降温等工艺组成。根据不同的印染废水水质采取不同的预处理手段,去除一部分污染物,改善废水水质提高后续处理单元的处理效果。
1.格栅、筛网
由于印染废水中含有大量的布毛、线头、纤维屑等细小的悬浮物,如梭织布的退煮漂废水、牛仔漂洗废水等均含有大量的细小纤维悬浮物,混合印染废水中往往还含有许多的比较大悬浮物质,这些物质会对水泵造成损害对主体处理造成影响,因此在进入泵及主体构筑物之前对其进行拦截,设置格栅拦截较大悬浮物,设置筛网拦截细小悬浮物。
A、格栅
格栅一般用在水量大且水质比较复杂的综合印染废水处理中,如万吨级以上的纺织印染工业园区的废水处理中,因为此种废水水量大,且悬浮物颗粒较大,设置格栅能够有效拦截较大的悬浮物,处理能力高,不易堵塞,针对印染废水的特点我公司在工程实践中不设置粗格栅,一般只选用细格栅,栅缝间隙通常采用1-5mm。格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等,我公司常用的主要有反切式旋转细格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机等。
B、筛网
筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量的细小悬浮物如:布毛、线头等,同时还可以去除大颗粒的浮石渣,对悬浮物及大颗粒物质的去除率可达到90%以上。工程实践表明,筛网间隙一般为30~60目,安装形式采用固定式安装,安装角度为30~45°,安装角度不易过大,过大则造成过水负荷降低,使处理能力降低同时也增加了部分投资,过小则易造成筛网堵塞,加大了清渣难度,影响处理效果。
2.沉砂
印染废水中的漂洗废水(如牛仔漂洗废水)中含有大量的泥砂物质如浮石渣,如果不对其废水进行沉砂处理,往往会造成后续构筑物的大量积砂,减少了后续处理构筑物的池溶,降低了水力停留时间,使水力特性不能满足设计要求,严重的影响了废水的处理效果,尤其会对水泵造成磨损,降低水泵的使用寿命,增加运行成本。因此在某些印染废水处理中设置沉砂处理是非常有必要的,沉砂池一般可分为:平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。我公司应用最多的是平流沉砂池,主要是由于牛仔漂洗废水中的浮石渣表面不含大量的有机物,因此没有必要采用曝气沉池或旋流沉砂池,采用平流沉砂池操作简单,运行管理方便。
在沉砂池设计的过程中,对漂洗废水的水质特性进行了充分分析,考虑到泥砂颗粒细小的特点,沉砂池可分成二~三级沉砂,这样能够使泥砂颗粒按级数进行逐步沉降,最终达到去除泥砂的目的,总停留可设计为1.5个小时,排砂方式有重力排砂和机械排砂,可根据工程的实际情况确定排砂方式。
3.调节
由于纺织印染工业其特有的生产过程,造成了废水排放的间断性和多变性,使排出的废水的水质及水量在一日内,甚至每班内都有很大的变化,因此要求对废水进行进行调节,均衡水质,使其能够均匀进入后续处理单元,提高处理效果。印染废水的调节主要分为:水量调节和水质调节。
废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的,要求均匀进水,特别对生物处理系统更为重要,为了保证后续处理系统的正常运行,在废水进入处理系统之前,预先调节水量,使处理系统满足设计要求。
印染废水中有机污染物高、色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈,因此对废水水质进行调节是非常必要的,尤其是废水的pH值。在废水进入生物处理之前,将pH调整为6-10,以便满足废水生物处理的要求。
实践证明,根据印染废水的水量、水质不同,调节池的停留时间也各不相同,当处理水量比较小时,停留时间可选大些,当处理水量比较大时,停留时间可根据具体情况选小些,一般为4~10个小时。
对于某些印染废水,为了使调节池有一定的去除效率及增加废水的均匀性,特别是当废水中含有比较多的还原性物质时,可考虑在调节池内增加预曝气装置,可有效改善废水的水质特性。如牛仔布经线的浆染废水中含有大量的硫化物(300-500mg/L),对废水进行预曝气可使部分S-氧化。
4.降温
印染废水的水温大多比较高(浆纱印染废水除外),如针织布的漂染、针织线的浆染废水水温为40-45℃,毛绒、毛线的漂染废水水温为40-50℃,梭织布的退煮废水水温为40-50℃等,当水温过高时,会导致废水生化处理系统无法正常运行,直接影响污水达标排放,因此必须考虑对高温废水进行降温处理,然后,再使降温后的废水进入生化处理系统,以便达到生化处理的水温要求,保证整个处理系统的正常运行,同时,废水中的热能也是一种可再利用的资源。
对废水进行降温的方法通常采用热交换的方式进行降温冷却,不同温度的工艺废水经混合后,进入热交换器进行降温处理,一般将水温控制在42℃以下,利于生物的生长,提高处理效果。
冷却水可使用新鲜的工艺用水,这样就利用了一部分热能对生产工艺用水进行预热,从而,一方面降低了废水的水温,另一方面提高了生产工艺用水的水温,节约了加热新鲜工艺用水的蒸汽,达到节约生产成本的目的。换热方案可考虑采用多台换热器并联使用的设计方案,可保证换热系统的正常使用,换热器可分为板式换热器、管式换热器等,我公司使用最广泛的是高效板式换热器。
总之,印染废水是一种水量大、色度高、组分复杂、水质变动范围大、温度高的难处理有机废水,通过大量的工程实践证明,印染废水的综合治理工艺路线中废水的预处理工艺是非常重要的,它关系到整个系统的稳定运行和达标排放,同时也涉及到运行成本的高低,废水进行预处理后可大大改善废水水质,有利于印染废水进行进一步处理,最终达到去除污染物之目的。因此预处理工艺在印染废水处理中是必不可少的关键技术之一。