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你了解与不了解的喷墨打印废墨回收问题?

来源:印刷工业杂志社 发布日期:2022-11-21 684

 

在绿色发展的大趋势之下,绿色印刷被提高到了前所未有的国家发展战略的高度,印刷行业也积极采取应对措施。随着喷墨印刷机的广泛使用,废墨回收问题逐渐浮出水面,引起了行业的高度关注。本文介绍了废墨产生的原因、废墨回收系统的类型以及如何进行废墨回收后的再利用。

面对气候变化等给人类生存和发展带来的严峻挑战,绿色发展已成为世界各国共同关注的课题,我国也始终注重将绿色发展理念贯穿其中,各行各业在谋求发展的同时努力将绿色发展作为企业创新的动力。在绿色发展的大趋势之下,绿色印刷被提高到了前所未有的国家发展战略的高度,印刷行业开始积极采取应对措施,如建立和完善绿色印刷的法规和标准、大力研发推广绿色环保的新技术和新产品等。

喷墨印刷作为一种先进的数字化图文印刷技术,广泛应用于印刷、 纺织、电子等领域。相较于传统印刷技术,喷墨印刷具有不需要制版、无压力、低功耗、可变信息印刷、高效率等特点,不仅减轻了环境的负担,同时也提高了印刷作业速度,是一种相对环保的印刷方式。随着喷墨印刷机的广泛使用,废墨回收问题逐渐浮出水面,引起了行业的高度关注。

废墨的产生

废墨主要产生在印刷过程中。未附着到打印介质的粒径非常小的雾状颗粒会形成墨雾,附着在喷墨打印头或打印机的内部结构件上。打印头若发生堵塞导致喷射不良时,需要对喷头进行清理维护操 作,清理过程中从喷嘴排出的墨水或其他清洁液体就形成了废墨。

废墨若得不到合理的处理,会危害人类健康并污染打印设备。因此,出于绿色环保的考虑,喷墨印刷设备通常都设置有用于存储废墨的废墨回收系统,实现对废墨的回收、再利用等。

废墨回收系统的类型

在喷墨印刷过程中,对于未按要求喷射到打印介质上的废墨雾,早期通常会按照偏转位置设置液滴捕集装置作为废墨吸收装置,但其灵活性不高。出于高效吸收废墨的考虑,更好地收集体积更小的墨雾或运动轨迹不规律的墨滴,设备制造商对设备进行了改进。在打印过程中,让从打印头处发出的墨滴携带负电,打印介质携带正电,在静电力的作用下,排出的墨滴朝着打印介质行进。同时,设置具有正电极的墨雾收集单元,使得未附着于打印介质上的带负电的小墨滴也能够被收集。

对于清理和维护喷头时产生的废墨,通常会设置废墨容器或废墨吸收构件进行承接。

1.废墨容器

废墨容器包括废墨吸收部分,用于吸收并存储承接的废墨。作为最为常见的回收废墨的装置,废墨容器在家用喷墨打印和大型商用喷墨打印中都有涉及,使用也最为广泛。

以往在喷墨打印机中,废墨容器设置于喷墨打印机主体内部。废墨容器中的废墨吸收体一次性使用不进行更换,且由于打印量较小,在打印机的整个使用寿命期间废墨量很难超过废墨容器的容量。这样的设置导致了废墨吸收体的容积没有被充分利用,造成了资源浪费,不符合可持续绿色发展的要求。随着喷墨印刷的激增,产生的废墨量也随之增加,集成在打印机内部的废墨容器的废墨吸收体容积已不能满足使用需求,出现废墨泄露,造成装置污染。基于上述问题,为了提高装置使用的可持续性,出现了不少提高废墨容器利用率的技术。

(1)可重复使用的废墨容器

将废墨容器设置为相对于喷墨设备可拆卸,通过更换废墨容器中的废墨吸收体来达到可重复使用的效果,提高装置利用率,改变一次性使用造成的浪费现象。

(2)设置废墨容器使用状态的检测装置

针对废墨吸收体容积没有充分利用以及超出废墨吸收体使用容积导致泄露的问题,设置用于检测废墨吸收体吸收状态的检测装置,或者在废墨吸收体上设置计数器,通过记录累计吸墨量来获取废墨容器内的废墨沉积状态的相关值,用于判断是否该相关值超出了参考值。根据结果确定更换废墨吸收体的时机,以更为充分地利用废墨吸收体。

(3)提高废墨吸收体的吸墨率

为了实现快速高效的吸收废墨,往往需要采用具有优异的浸透性和保持性的废墨吸收体。由于废墨吸收体的材质对废墨的吸收效率影响较大,因此,对其材质和排布方式进行改进也是绿色印刷发展过程中需要探索的问题。

通常,废墨吸收体由毛毡、多层粘合的纤维织物等具有高吸收率的材料制成。废墨吸收体以纤维为主体,纤维之间存在添加物,添加物的临界表面张力比纤维大,废墨更容易渗透,从而整体上能够提高废墨的渗透性。此外,也能够通过添加物的作用而提高所吸收的废墨保持性。为了充分发挥废墨吸收体的废墨回收性能,采用可再生类的材质制作废墨吸收体,更能体现绿色发展理念。基于此,开发了一种对墨水吸收能力强、处理性优良、成本低的多孔质吸收体,含有新鲜纤维、废报纸纤维和废麻纤维等可再生材料,通过调整各种纤维的配比,获得绿色环保的废墨吸收体。这种循环利用材料的方式也是未来值得探索的绿色发展方向。

通常,在废墨容器中重叠配置的多层废墨吸收体的密度大致均匀。这样的设置,在废墨的渗透性比较良好的情况下,废墨吸收体对废墨的保持性会降低;相对于废墨吸收体,在废墨的保持性比较良好的情况下,废墨吸收体吸收废墨的渗透性会降低。基于此,将废墨吸收体设置为密度稀疏部分和密度稠密部分,稀疏部分和稠密部分被交替地斜向层压在一起;稀疏部分能够迅速吸收废墨,虽然稠密部分的废墨渗透性降低,但却能较好地保持所吸收的废墨。或者在废墨吸收体的厚度方向上,具有密度不同的第一部分和第二部分,且第一部分与第二部分相比为高密度,从第二部分吸收废墨,废墨吸收体含阻燃剂,密度为阻燃剂的密度,第一部分为厚度方向上的两侧的表面部,第二部分为厚度方向上的中央部,在厚度方向成为水平的状态下,从中央部吸收废墨,将密度不同的吸收部分设置在容器的不同位置,以提高废墨吸收体的渗透性。

(4)其他类型改进

为了提高废墨回收构件对废墨的吸收效率,除了对吸收体的材质进行改进,也可以与其他部件相互配合,以实现废墨的高效吸收。通常情况,由喷头排出的废墨会经由流路导入废墨容器,然而废墨在废液流路中随着时间经过会变得干燥并增稠,因此存在流动性下降而滞留在废液流路上,以凝聚状态黏着的可能性。因此,为了让废墨吸收体中的废墨能够尽可能多地被回收,会设置泵或其他抽吸部件,使流路中的废墨经过抽吸尽可能地被废墨吸收体吸收;或者设置倾斜的废液接收面接收从喷头排出的废墨,废墨由倾斜的废液接收面的下方端流入废墨容器。通过废液接收面和废墨容器的双重设置,废墨吸收效率显著提高。

2.其他废墨吸收部件

(1)线型废墨吸收部件

为了加快废墨回收处理的速度,在短时间内清洁废墨,也可以沿着喷嘴列延伸设置线状的吸收部件。线型吸收部件能够灵活运动,确保吸收部件的位置精度,以较快的速度在冲洗位置与非冲洗位置之间进行移动。采用由多个丝线捻合而成的线状吸收部件,其多个丝线之间形成的谷部也能够更好地保持废墨,增加了废墨吸收部件的废墨吸收量。

(2)滚筒型废墨吸收部件

为了更好地适应滚筒式喷墨打印,通常会将废墨吸收部件设置在旋转滚筒上,使得喷嘴能够与旋转滚筒的周面对置,但这样的设置会导致滚筒重量平衡发生变化。为了保证吸收稳定以及滚筒的正常旋 转,使得旋转滚筒周面具备用于保持介质的保持区域和形成开口的非保持区,废墨吸收部件设置于旋转滚筒内部的吸收滚筒上。在需要对废墨进行回收时,让形成开口的非保持区与喷嘴对置,废墨则会通过开口被内部的吸收滚筒上的废墨吸收部件所吸收,而不会导致旋转滚筒重量发生变化。

废墨回收后的再利用

为了实现绿色环保并减少浪费,通常会对回收后的废墨进行再利用。对于未附着于打印介质的废墨雾,可以设置循环流路,废墨进行过滤除杂处理后直接返回喷射流路进行再利用;而对于混合有清洗液的废墨或者多种颜色混合的废墨,则可以针对废墨的具体特性进行有针对性的特殊除杂过滤,处理之后再加以利用。

例如,对于混合有清洗液的废墨,可采用共沸蒸馏法去除清洗液中的有机溶剂等;而对于多种颜色混合的废墨,则可以利用分色法将不同色墨分别收集回收。

以上介绍的这些废墨处理方法,虽然理论上可行,但实际操作中还存在着不少困难。从根本上来说,我们还是要尽量减少废墨的排出。而减少废墨产生最主要的还是要减少喷头阻塞,例如通过及时清理喷墨打印机内部的管路、墨囊和内滤网等,保证内部管路清洁;保证喷头润湿状态,防止因墨水干燥导致喷头堵塞;再有就是选择合适的墨水进行喷墨打印操作。

文章内容摘自于:

《喷墨打印的废墨回收问题》

李思慧 张伟 国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心
 


关键词: 喷墨 墨水 印刷