تصميم وتطوير واستكشاف أحبار طباعة الأوفست النباتية النقية غير العضوية المتطايرة
مع تزايد متطلبات حماية البيئة في البلدان حول العالم، وضعت صناعة الطباعة ومستخدمو المنتجات المطبوعة متطلبات أعلى للأداء البيئي للمنتجات المطبوعة. في هذه الحالة، سيتم استبدال حبر طباعة الأوفست لنظام الزيوت المعدنية الأصلي بأحبار جديدة وأكثر صداقة للبيئة بسبب انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة العالية والعديد من المشاكل في قابلية الطباعة. من أجل الاستيلاء على سوق الأحبار الصديقة للبيئة، قامت الشركات المصنعة للأحبار الرئيسية في مختلف البلدان حول العالم بزيادة جهود البحث والتطوير الخاصة بها على الأحبار الصديقة للبيئة وأطلقت منتجاتها الصديقة للبيئة على التوالي. ولذلك فإن تطوير الأحبار الصديقة للبيئة أظهر اتجاهًا تطوريًا أسرع من أي وقت مضى. من الأحبار التقليدية المعتمدة على الزيوت المعدنية إلى أحبار زيت فول الصويا، ومن ثم إلى أحبار الزيوت النباتية النقية بنسبة 100%، تتطور أحبار طباعة الأوفست في اتجاه المحتوى التكنولوجي العالي، والمحتوى العالي من الزيوت النباتية، وانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة المنخفضة للغاية. أصبحت أحبار الزيوت النباتية النقية بديلاً مثاليًا لأحبار الزيوت المعدنية التقليدية بفضل أدائها البيئي الممتاز وقدرة الطباعة الممتازة. ولكن حتى الآن، من بين الشركات المصنعة للأحبار السائدة في العالم، لم يتقن سوى عدد قليل من الشركات المصنعة للحبر الكبيرة مثل مدينة دبي للإنترنت وTOYO في اليابان، وSunchemical في الولايات المتحدة، وCeres في الصين تكنولوجيا إنتاج أحبار الزيوت النباتية النقية، في حين أن معظم أما الآخرون فلا يزالون في مرحلة حبر فول الصويا.
المنتجات الصديقة للبيئة الحالية في صناعة الحبر في بلدي تتكون من نوعين فقط: الحبر الخالي من المواد العطرية وحبر الأوفست لفول الصويا، في حين أن النوع الثالث من الحبر عدم-المركبات العضوية المتطايرة قد بدأ للتو. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم أحبار أوفست فول الصويا المقدمة من الشركات المصنعة للحبر الصينية مناسبة فقط للطباعة على أوراق معينة. بالنسبة للأوراق ذات الامتصاص الضعيف والأسطح الخشنة (مثل الورق المطلي غير اللامع، والورق المطلي الخفيف، وورق حبيبات الخشب، وما إلى ذلك)، هناك مشاكل مثل سوء التجفيف، وسهولة الالتصاق بالظهر، وسهولة الاتساخ. القدرة المحدودة على التكيف مع الورق أثر على الترويج الإضافي لحبر الأوفست لفول الصويا، مما وضع حبر زيت فول الصويا في وضع حرج في السوق.
والسبب هو أن زيت فول الصويا هو زيت نباتي شبه جاف، ومحتوى الرابطة المزدوجة في جزيئات زيت فول الصويا منخفض نسبيًا، ونشاط التفاعل منخفض، ويحدث تفاعل الأكسدة ببطء، والكتلة الجزيئية النسبية والحجم الجزيئي لفول الصويا الزيت نفسه أكبر من الزيوت المعدنية، وسرعة اختراق الورق منخفضة نسبيًا، مما يؤدي إلى ضعف تجفيف الحبر. خاصة عندما تتجاوز الكمية المضافة إلى الحبر 20%، فإن تجفيف الحبر وتثبيته يتباطأ بشكل كبير، وبالتالي فإن جودة حبر زيت فول الصويا المتوفر حاليًا في الصين ليست مرضية. تحلل هذه الورقة عملية تصميم حبر الزيت النباتي النقي والمشكلات التي تمت مواجهتها في التجربة، وتقترح الحلول المناسبة.
1.أنواع الأحبار الصديقة للبيئة
1.1 حبر خالي من العطور
يستخدم الحبر الخالي من العطور الزيوت المعدنية مع إزالة المواد العطرية كمذيب.
يبلغ الجزء الكتلي للعطريات أقل من أو يساوي 1%، مما يقلل من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة لتحقيق حماية البيئة. ومع ذلك، نظرًا لأنه ينتمي إلى نظام حبر الزيت المعدني، فإن مشكلة أداء الحبر الضعيف لا تزال موجودة.
1.2 حبر زيت فول الصويا.
حبر زيت فول الصويا يلبي متطلبات جمعية حبر زيت فول الصويا الأمريكية. بالنسبة لحبر التغذية بالورق الأوفست، تكون نسبة كتلة زيت فول الصويا ≥20%، ولكنها لا تزال تحتوي على بعض الزيوت المعدنية. على الرغم من أن خصائص الحبر الإجمالية لهذا الحبر أفضل بكثير من تلك الخاصة بحبر الزيوت المعدنية التقليدية، نظرًا لأن زيت فول الصويا نفسه عبارة عن زيت نباتي شبه نفاذ، فعندما يكون المحتوى مرتفعًا، سيواجه الحبر مشاكل مثل التجفيف البطيء وسهولة الالتصاق الظهر، وسهل الاتساخ.
1.3 حبر الزيت النباتي النقي
يُسمى هذا الحبر أيضًا بالحبر عدم-المركبات العضوية المتطايرة. إنه يستخدم زيتًا نباتيًا بنسبة 100% كمذيب ولا يحتوي على زيت معدني، لذلك تكون انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة منخفضة للغاية (أقل من 1%). إنه النوع الأكثر صداقة للبيئة من حبر الأوفست. يتمتع الحبر بأداء ممتاز ولمعان فائق ويجف بسرعة.
2 تحليل المشاكل والحلول المشتركة
2.1 مشكلة الجفاف
إن استخدام زيت فول الصويا وتجفيف الزيت النباتي يمكن أن يحل بالفعل مشكلة التجفيف البطيء لحبر زيت فول الصويا، ولكن كيفية اختيار الزيت النباتي المناسب هو مفتاح حل المشكلة. يختار العديد من مصممي الحبر استخدام زيت بذر الكتان وزيت فول الصويا لحل هذه المشكلة، لكن تأثير التجفيف لا يزال غير مثالي. قام المؤلف بتحليل بنية الزيوت النباتية الجافة المختلفة وأجرى مقارنات تجريبية ووجد أن تأثير استخدام زيت التونغ وزيت فول الصويا أفضل بكثير من تأثير زيت بذر الكتان وزيت فول الصويا. المكون الرئيسي لزيت بذر الكتان هو حمض اللينولينيك [9،12،15-حمض أوكتاديكادينويك، الفصل، (CH2CH =الفصل)، (CH2)، CO00H، الصيغة الجزيئية هي C: gH302). المكون الرئيسي لزيت التونغ هو حمض الإيلوريك [9،11،13-حمض أوكتاديكادينويك، الفصل، (CH2)؛ (الفصل = الفصل)؛ (CH2)، CO00H، الصيغة الجزيئية هي أيضًا C: gH02]. الطريقة التقليدية لقياس أداء تجفيف الزيت النباتي في صناعة الحبر هي قياس قيمة اليود للزيت النباتي، والحكم على أداء تجفيف الزيت النباتي من خلال حجم قيمة اليود. حمض زيت التونغ وحمض اللينولينيك هما أيزومرات لبعضهما البعض، وقيم اليود لكل منهما متقاربة، لذلك يختار المزيد من الناس زيت بذر الكتان بسعر منخفض وقيمة يود أعلى قليلاً كزيت تجفيف للاستخدام مع زيت فول الصويا، لكن يتجاهلون ذلك. يمكن لقيمة اليود أن تحدد فقط عدد الروابط المزدوجة في الجزيء، ولكنها لا تستطيع تحديد موضع ونشاط تفاعل الروابط المزدوجة. حمض اللينولينيك هو حمض ترينويك غير مترافق، في حين أن حمض زيت التونغ هو حمض ترينويك مترافق. نشاط تفاعل حمض زيت التونغ في الهواء أعلى بكثير من نشاط حمض اللينولينيك. عند تجفيف الزيوت النباتية في الهواء، فإن آليتها هي تفاعل أكسدة ذاتية. يتضمن تفاعل الأكسدة الذاتية بشكل أساسي تفاعل الجذور الحرة والتفاعل المتسلسل. الخطوات الرئيسية كما هو موضح في معادلات التفاعل من (1) إلى (4):
مرحلة البدء:
ر.س+X.一+R●+HX&نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; (1)
مرحلة نقل السلسلة (أو نمو السلسلة):
R.+O2-→ريال عماني 2●&نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب;(2)
ريال عماني 2"+ر.س- +RO2H+R ●&نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب; &نبسب;(3)
RO2H- → ريال عماني. +0H.- +منتجات تحلل الأكسدة (4)
بعد مرحلة البدء، يمكن للإلكترون المنفرد الموجود على الجذر الحر لحمض الإليستيريك أن يشكل نظامًا مترافقًا p-π مع الرابطة المزدوجة المترافقة، وبالتالي يقلل بشكل كبير من مستوى طاقة التفاعل في مرحلة البدء، مما يجعل التفاعل أسهل في الحدوث ويسرع عملية البدء. معدل تفاعل الأكسدة. بالإضافة إلى نفس تفاعل الأكسدة الذاتية مثل حمض اللينولينيك، فإن حمض إليوستياريك له أيضًا تفاعل تجفيف فريد خاص به: تفاعل البلمرة الذاتية، أي تفاعل الرابطة. ستخضع جزيئات زيت التونغ لتفاعل البلمرة لتكوين بنية جزيئية كبيرة على شكل حلقة مكونة من ستة أو ثمانية أعضاء. نظرًا لأن حمض إليوستياريك يخضع لعدد كبير من تفاعلات البلمرة الذاتية، وفي ظل نفس الظروف، فإن الطلب على الأكسجين لتجفيف طبقة زيت التونغ هو فقط 1/512 من طبقة زيت بذر الكتان. ]. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن تجفيف حمض زيت التونغ يعتمد بشكل أساسي على البلمرة، فإن منتج الأكسدة حمض الكربوكسيل الناتج أثناء عملية الأكسدة أقل بكثير من زيت بذر الكتان، وبالتالي فإن طبقة الحبر المصنوعة من زيت التونغ تتمتع بمقاومة ممتازة للماء ومضادة للتآكل. خصائص السرقة. بالنسبة لمشكلة التجفيف السيئ، يمكن استخدام زيت التونغ بدلاً من زيت بذر الكتان ودمجه مع زيت فول الصويا لجعل الحبر يتمتع بخصائص تجفيف جيدة. يمكن استخدام هذا النوع من الحبر بشكل طبيعي حتى على الورق ذي الامتصاص السيئ والسطح الخشن، ويمكن تطبيقه على الطباعة على الوجهين والمعالجة السريعة بعد الطباعة، مما يحسن بشكل كبير أداء معالجة الحبر بعد الطباعة ويلبي مختلف متطلبات الطباعة.
2.2 لزوجة الحبر ومشاكل اللزوجة المفرطة
عند استخدام الزيوت النباتية معًا، غالبًا لا يمكن استخدام المادة الرابطة بشكل طبيعي بسبب لزوجتها العالية. وذلك لأن الزيت النباتي يتبلمر ذاتيًا لتوليد مواد ذات كتلة جزيئية نسبية كبيرة، مما يؤدي إلى ارتفاع لزوجة النظام بسرعة، وهو ما لا يتوافق مع متطلبات اللزوجة العالية واللزوجة المنخفضة للموثق المثالي. بالنسبة لمشكلة اللزوجة العالية واللزوجة العالية، يجب إعادة تصميم الصيغة لتقليل محتوى الراتنج وكمية عامل التبلور المستخدم بشكل مناسب. بهذه الطريقة، لا يمكن استخدام نظام الرابط بشكل طبيعي فحسب، بل يتمتع الرابط المُجهز بأداء ممتاز، ويلبي متطلبات اللزوجة العالية واللزوجة المنخفضة، وله خصائص ممتازة للتجفيف والتبلل.
2.3 مشكلة التبلور بزيت التونغ
نظرًا لأن زيت التونغ يحتوي على كمية كبيرة من حمض زيت التونغ، فإنه سيخضع لـ 1,4 إضافة و2,3 رابطة لنظام ديين عند تسخينه. مع ارتفاع درجة الحرارة، سوف تتجمد وتنتج مواد غروانية صلبة وشفافة. وفي الإنتاج الفعلي، إذا لم يتم التحكم فيه بشكل جيد، فسوف يؤدي ذلك إلى عواقب أكثر خطورة، وحتى سيتم إلغاء المفاعل. يمكن حل مشكلة البلمرة الذاتية لزيت التونغ عن طريق تحديد نسبة زيت فول الصويا إلى زيت التجفيف بشكل معقول والتحكم في درجة حرارة التكرير المناسبة وعملية مادة التوصيل. يُظهر التحقق المتكرر من التجارب المعملية وإنتاج دفعة ورشة العمل أنه يمكن تجنب مشكلة الجيلاتين تمامًا. في الوقت الحاضر، تم إطلاق الحبر المصنوع من نظام الزيوت النباتية النقية الذي تنتجه شركة مدينة دبي للإنترنت (تاييوان) حبر شركة., المحدودة. رسميًا في السوق. لديها نطاق واسع من القدرة على التكيف مع الورق وقدرة ممتازة على التكيف مع الطباعة. وصلت جميع العروض إلى مستوى المنتجات المماثلة المستوردة ولاقت استحسان العملاء.
3 تأثيرات
بالإضافة إلى المزايا الواضحة للحبر المصنوع من نظام الزيوت النباتية النقية من حيث حماية البيئة والقدرة على التكيف مع الطباعة، فإنه يتمتع أيضًا بمزايا في إنتاج الحبر غير متوفرة في إنتاج نظام حبر الزيوت المعدنية التقليدي. وعلى وجه التحديد، يتجلى ذلك في الجوانب التالية:
1) يتمتع نظام الزيوت النباتية النقية بقابلية ذوبان ممتازة للراتنج الفينولي، وله متطلبات درجة حرارة منخفضة نسبيًا عند تحضير المادة الرابطة. لقد غيرت طريقة الإنتاج التقليدية لحبر الزيت المعدني، والتي يجب أن تزيد من درجة حرارة التحضير وتمديد وقت التحضير من أجل تحسين أداء الترطيب. بأخذ شركة مدينة دبي للإنترنت (تاييوان) حبر شركة., المحدودة. كمثال، بعد اعتماد نظام الزيوت النباتية النقية، تم تخفيض درجة حرارة الإنتاج من 240 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية، وانخفضت دورة الإنتاج بشكل كبير من 12 ساعة/(دفعة) أصلية ) ~15 ساعة/(دفعة) إلى 7 ساعات/(دفعة) ~8 ساعات/(دفعة). وهذا وحده يوفر لشركتنا حوالي 40% من الطاقة ويوفر تكاليف الغاز بقيمة 1.5 مليون يوان/عام ~ 2 مليون يوان/عام.&نبسب;
2) بما أن نظام الزيوت النباتية النقية يتمتع بقابلية جيدة للتبلل للأصباغ، فإن المادة الرابطة المصنوعة منه تتمتع بتطور لوني ممتاز للأصباغ. في نفس محتوى الصباغ، تكون الكثافة البصرية (تركيز اللون) للحبر المصنوع من نظام الزيوت النباتية النقية أعلى بنسبة 10% إلى 15% من الحبر المصنوع من نظام الزيوت المعدنية. بمعنى آخر، بدون تقليل تركيز اللون، يمكن تقليل كمية الصبغة المستخدمة في الحبر، وبالتالي تقليل تكلفة تركيبة الحبر بشكل كبير. وهذا وحده يوفر لشركتنا ما يتراوح بين 500000 يوان/عام إلى 800000 يوان/عام في نفقات الأصباغ.&نبسب;
3) تحتوي مذيبات نظام الزيوت المعدنية التقليدية على مواد عطرية متطايرة، والتي ستطلق كمية كبيرة من المواد العضوية المتطايرة في البيئة عند تكريرها في درجات حرارة عالية. على سبيل المثال، يتم التعرف على VoC المفرج عنه كواحد من المواد المسرطنة الرئيسية. نظرًا لأن نظام الزيوت النباتية النقية يستخدم زيتًا نباتيًا بنسبة 100% كمذيب، فإن نقطة غليان الزيت النباتي أعلى من المركبات العضوية المتطايرة، وبالتالي فإن انبعاث المركبات العضوية المتطايرة يكون صفرًا تقريبًا، مما يقلل بشكل كبير من الضرر الذي يلحق بصحة مشغلي الإنتاج والبيئة المحيطة. بالإضافة إلى ذلك، فإن التكرير في درجات الحرارة المنخفضة أكثر أمانًا للمشغلين. نظرًا لأن نقطة وميض الزيوت المعدنية هي 140 درجة مئوية ~ 180 درجة مئوية، ونقطة وميض الزيوت النباتية المكررة هي 225 درجة مئوية ~ 330 درجة مئوية، فإن الزيت المعدني سوف يشتعل إذا لم تكن حذرًا أثناء التكرير بدرجة حرارة عالية. لذلك، بالمقارنة مع تكرير نظام الزيوت المعدنية بدرجة حرارة عالية، فإن تكرير نظام الزيوت النباتية بدرجة حرارة منخفضة أكثر أمانًا.
4. الخلاصة
من الترويج والمبيعات لمنتجات حبر الزيت النباتي النقي في العامين الماضيين، فإن أداء حبر الزيت النباتي النقي مستقر، وقد صمد أمام اختبار السوق والعملاء. لقد وصلت المؤشرات الفنية المختلفة إلى توقعات التصميم، وانبعاث المركبات العضوية المتطايرة أقل من أو يساوي 1%، وجودة المنتج مستقرة، وأصبحت العملية الفنية أكثر نضجًا. .
لذلك، يعد تطوير حبر عدم-المركبات العضوية المتطايرة من نوع الزيوت النباتية النقية طريقة جيدة لصناعة الحبر المحلية لتحسين القيمة المضافة للمنتج والقدرة التنافسية بشكل مستمر في ظل المنافسة الشرسة. باعتبارها قوة جديدة في منتجات حبر الأوفست، سيكون لها بالتأكيد آفاق مشرقة في السوق.
