[发明专利]利用离子液体进行办公废纸脱墨脱色的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用离子液体进行办公废纸脱墨脱色的方法。

技术背景

废纸回收就是把可用的纸浆纤维素从纸张的其他组分(如油墨、颜料、无机填料、激光调色剂颗粒、粘合剂等)中分离出来，对废纸进行再生处理的过程。回收过程中会产生两种物料：1、纸浆纤维，叫做“再生”纤维，可重新作为造纸原料。由于纸张中的纤维素聚集态结构的特点，分子间和分子内存在地大量的氢键，使得纤维素具有不熔化、在大多数溶剂中不溶解的特点，加工性能较差。2、复合废料，主要包括废纸中含有的油墨和颜料。油墨和颜料的残存量左右着回收纸浆纤维素的质量，并决定回收纸浆纤维素的用途。因此，如何高效溶解纸张纤维素，并去除纸张中的主要杂质如油墨和颜料是废纸回收再利用的关键。

传统的废纸主要是废旧新闻纸、生活用纸、包装纸、废旧书籍等。然而，随着时代的进步，办公自动化的不断发展，激光印刷与影印越来越快速便捷，办公废纸的数量越来多，并逐步成为废纸回收中重要的一支。因此，研究办公废纸的回收，尤其是办公废纸的脱墨、脱色技术具有重要的意义。

然而办公废纸与传统的废旧报纸、废旧生活用纸，包装纸的回收存在很大的不同，首先，影印与激光印刷的办公废纸的印刷方式中所用的油墨是除了主要成分热塑性树脂外，还加入了烯烃、颜料、电荷控制剂、流动化剂等添加剂。在印刷过程中，加热油墨使其熔融或加以压力使油墨固定在纸上，比一般印刷多了熔融、固化这两个程序。因此，在办公废纸离解或碎浆过程中，油墨与纤维素结合牢固以及碎解后的油墨离子分布范围太广等是造成油墨难于与纤维素分离的主要原因；另外，热塑性树脂主要是苯乙烯与丙烯酸之类树脂的共聚物，不溶于水，传统的废纸碱法脱墨所用的加碱皂化等方式对它不起作用。同时，处理废纸时需要加入大量的化学试剂，造成污染负荷增加，污染环境。同时使用碱法脱墨时，含有较多机械浆的废纸易发生“碱变黑”现象，引起纸浆白度降低，并需专设漂白工艺才能保证浆的白度，影响纸的质量。因此，用传统的化学试剂、机械作用等方法难以奏效。

目前生物酶法脱墨技术对办公废纸的脱墨比较有效，其工艺是利用纤维素酶的生物催化作用，降解部分纤维素丝使油墨和纤维素的连接减弱，使油墨易于从纤维素上分离下来，再将油墨粒子进一步通过浮选法或洗涤法从纸浆中除去(相关专利：CN1594729 A；CN1160791A及CN1299902A等)。但酶法脱墨技术中用于脱墨的生物酶对环境要求敏感，温度和pH值都对酶的活性影响显著，进行脱墨时为了调节pH值，也需加入酸碱等化学试剂，同样存在环境污染。

这些方法所用到的浮选、洗涤等去除油墨的工艺过程均需采用水力碎浆机。而办公废纸经水力碎浆机处理后，油墨的颗粒将分散成薄片状结构，用常规脱墨方法(如浮选法和洗涤法)处理时纤维素损失高达20～25％，固体废弃物量大，成本高，脱墨效率低，油墨很难去除。况且水力碎浆机本身在工作时，由于纸浆对叶轮转动的阻力极高，装机容量和动力消耗很大，使得脱墨浓度低，动力消耗及化学药品消耗高，脱墨效率难以提高，成本较高。因此急需寻找一种高效无污染的绿色溶剂，不仅可以溶解纸张纤维，而且可以很好地分离纸张纤维与油墨、颜料，实现无污染、无毒害、低能耗、绿色环保的办公废纸脱墨、脱色方法。

离子液体作为一种环境友好型的绿色反应介质，具有较宽的液态温度范围，极低的蒸气压、良好的热稳定性，较高的极性、不易燃、无毒害的特点，现已被广泛应用于纤维素的溶解。Richard等(J.AM.CHEM.SOC.2002，124，4974)研究了用1-甲基-3-丁基咪唑氯盐溶解滤纸，最大溶解量可达25％。专利CN1596282A报道了用离子液体微波加热溶解纤维状纤维素、木浆、棉绒、棉花球或纸。Zhang等(Macromolecules，2005，38，8272)报道了用功能性离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐溶解纤维素，并通过铺膜的方法使纤维素再生。但在实际应用中，办公废纸中不仅含有纤维素还含有油墨、颜料等杂质，如何高效的利用离子液体溶解纤维素并去除油墨、颜料杂质是办公废纸回收的关键，而关于利用离子液体进行办公废纸脱墨、脱色的相关技术还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供利用离子液体进行办公废纸脱墨脱色的方法。该技术无污染、无毒害、绿色环保。