Disinchiostrazione della carta: quali inchiostri sono più adatti alla disinchiostrazione?
Una delle fasi più complesse del processo di riciclo della carta è la disinchiostrazione, che consiste nel rimuovere l'inchiostro stampato dalla carta da macero affinché possa essere trasformata in carta nuova. Questo processo è illustrato nella prima parte della nostra serie, che potete leggere qui. Una delle principali sfide della disinchiostrazione è che gli inchiostri non sono tutti uguali. Alcuni sono facili da rimuovere, mentre altri sono più tenaci, o addirittura incompatibili, con i metodi di disinchiostrazione disponibili, che tratteremo in questo articolo.
La disinchiostrabilità di un prodotto stampato è determinata da tre fattori principali: il metodo di stampa e il tipo di inchiostro utilizzato, la carta usata per la stampa e il metodo di disinchiostrazione utilizzato. In questo articolo ci concentreremo principalmente sulla tecnologia di stampa e sul tipo di inchiostro utilizzati, ma vediamo rapidamente il metodo di disinchiostrazione.
Nozioni fondamentali della disinchiostrazione
Il metodo di disinchiostrazione più comune è la flottazione con schiuma, che è l'ideale per rimuovere inchiostri offset e rotocalco per illustrazioni convenzionali. Queste tecnologie di stampa sono le più longeve e quelle che generano la maggior parte della carta raccolta, quindi questo metodo di disinchiostrazione è stato appositamente ideato per rimuovere questi inchiostri. Lo sviluppo delle macchine da stampa digitali e le tecnologie di stampa più moderne hanno contribuito alla nascita di nuovi tipi di inchiostri, che si sono dimostrati difficili da rimuovere se non addirittura incompatibili con questo metodo di disinchiostrazione.
Potete leggere tutto sulla disinchiostrazione per flottazione con schiuma qui, ma, in breve, la carta da macero viene raccolta, smistata, sminuzzata, filtrata, pulita e aggiunta ad acqua per avviare la disinchiostrazione per flottazione con schiuma. In questo processo, alla miscela di fibre di carta e acqua viene aggiunta una soluzione saponosa e nella vasca viene soffiata aria per formare bolle. Le particelle di inchiostro si separano dalle fibre della carta, si fissano alle bolle di sapone e salgono in superficie formando una schiuma che viene eliminata lasciando fibre di carta disinchiostrate bianche.
Che cosa determina una buona disinchiostrabilità?
La disinchiostrabilità degli inchiostri è determinata da diversi fattori, ma i più importanti sono la solubilità o meno degli inchiostri in acqua, le dimensioni delle particelle di inchiostro e le caratteristiche delle particelle di inchiostro.
Nel grafico seguente si vede l'idoneità o meno di diversi tipi di inchiostro alla disinchiostrazione.
Solubili o non solubili in acqua
La disinchiostrazione per flottazione con schiuma è il processo che separa i materiali idrofobi, ovvero molecole respinte dall'acqua o non solubili in acqua, da quelli idrofili, ovvero molecole attratte dall'acqua o solubili in acqua.
Con il gonfiarsi delle fibre della carta nell'acqua saponosa, le particelle non solubili in acqua si staccano dalle fibre e cercano un altro mezzo a cui fissarsi, ovvero le bolle di sapone della flottazione con schiuma. Tuttavia, le particelle di inchiostro solubili in acqua, nonostante in teoria si separino facilmente dalle fibre della carta, sono attratte dall'acqua. Per questo motivo, le particelle di inchiostro finiscono per mescolarsi nell'acqua, colorandola, invece di fissarsi alle bolle di sapone.
Possiamo paragonare gli inchiostri solubili in acqua a un calzino rosso nella lavatrice: una piccola quantità è sufficiente a tingere l'acqua di rosa. Tuttavia, a differenza della lavatrice, nella disinchiostrazione per flottazione con schiuma si usa un ciclo d'acqua chiuso. Ciò significa che, invece di dover cambiare l'acqua ogni volta, l'acqua usata per la disinchiostrazione non viene smaltita direttamente nell'ambiente, ma viene riutilizzata nel ciclo successivo. Anche se questo è positivo in termini di sostenibilità, lo svantaggio è che nel ciclo chiuso gli inchiostri che non possono essere rimossi dall'acqua si accumulano con il passare del tempo, e quindi, ogni calzino rosso che entra nel processo scolora nel ciclo d'acqua.
Per questo motivo, gli inchiostri a base acqua, che per loro natura sono solubili in acqua, non possono essere rimossi in modo efficace con la disinchiostrazione per flottazione con schiuma e si accumulano nel ciclo d'acqua chiuso.
Le dimensioni contano
Anche le dimensioni delle particelle di inchiostro hanno un impatto importante sulla disinchiostrabilità, in quanto determinano il comportamento delle particelle durante la disinchiostrazione per flottazione con schiuma. Le dimensioni delle particelle di inchiostro devono essere equilibrate: se sono troppo piccole non si fissano correttamente alle bolle di sapone e non vengono trasportate in superficie; se sono troppo grandi il loro peso le porta a fondo. La fascia esatta che le rende equilibrate varia in base al tipo di inchiostro specifico utilizzato e alle condizioni del processo di flottazione.
Caratteristiche delle particelle (rigide e flessibili)
Il processo di flottazione con schiuma viene ripetuto in diverse vasche per garantire la migliore qualità possibile delle fibre di carta disinchiostrate. Come già detto, per la flottazione con schiuma si usa un ciclo d'acqua chiuso. Ciò significa che le fibre della carta passano da una vasca all'altra con la stessa acqua, dall'inizio alla fine. Tra le diverse vasche c'è un filtro che blocca le particelle più tenaci. Qui, le caratteristiche delle particelle di inchiostro sono determinanti. Ci sono particelle "rigide", che vengono facilmente bloccate dal filtro, e particelle "flessibili" che invece passano attraverso il filtro proprio per la loro flessibilità.
Le particelle di toner secco, ad esempio, contengono una pellicola di poliestere rigida e vengono facilmente bloccate dal filtro. Le particelle di toner liquido, invece, contengono una pellicola di polietilene flessibile che passa attraverso il filtro.
Conclusione: la disinchiostrazione è un processo complesso
Come si può desumere, la disinchiostrazione è un processo complesso. Ci sono numerosi tipi di inchiostri, che non sono di certo né bianchi né neri. Nonostante ci siano linee guida che indicano quali inchiostri sono più adatti alla disinchiostrazione per flottazione con schiuma, ci sono sempre eccezioni, e alcuni inchiostri devono essere valutati caso per caso per capire se determinati fattori, come la stampa su una carta speciale, influiscono sulla loro disinchiostrabilità.
È possibile che vi stiate chiedendo perché il processo di disinchiostrazione non si sia evoluto nel tempo, oppure perché non sia considerato come una questione urgente visto che i nostri sistemi di riciclo sono "inquinati" con tecnologie di stampa incompatibili. Gli stabilimenti di disinchiostrazione tradizionali furono creati per il trattamento di inchiostri offset e rotocalco per illustrazioni, e tuttora, la maggior parte della carta da macero raccolta è stampata con questi inchiostri. Comparativamente, le stampe digitali rappresentano solo il 3,85% del volume totale stampato. Di questa percentuale, il 2,4% è costituito da stampe a getto d'inchiostro e l'1,45% è rappresentato da stampe elettrofotografiche (toner)*. Nonostante sia previsto un aumento delle stampe a getto d'inchiostro entro il 2027, si tratta comunque di una porzione molto piccola.
Quindi, anche se è sufficiente un solo calzino rosso a tingere tutta l'acqua di rosa, quando il cestello è pieno di calzini bianchi, si usa il lavaggio dei bianchi. L'occasionale calzino rosso può essere aggiunto ai colorati, oppure, nel caso della carta, può essere riciclato con altro materiale di qualità inferiore per creare nuovi prodotti come carta Kraft o materiale ondulato.
*Dati tratti da "The Future of Digital vs Offset Printing to 2027" di Jon Harper Smith
Pubblicato da © Smithers Information Ltd 2022
Diversi tipi di inchiostro e relative proprietà di disinchiostrazione
Per capire meglio le differenze tra i diversi tipi di inchiostri e valutarne l'idoneità o meno alla disinchiostrazione, abbiamo preparato una serie di domande e risposte.
Gli inchiostri flessografici convenzionali sono disinchiostrabili?
No, gli inchiostri flessografici convenzionali non possono essere disinchiostrati con il metodo di flottazione con schiuma.
Nella stampa flessografica si usano generalmente inchiostri a base acqua che non possono essere rimossi completamente mediante la disinchiostrazione per flottazione con schiuma. La condizione leggermente alcalina del processo di disinchiostrazione causa la decomposizione del legante nell'inchiostro, producendo minuscole particelle di pigmento solubili in acqua, di dimensioni inferiori a 1 micron. Tali particelle sono troppo piccole per fissarsi alle bolle d'aria e garantire una buona flottazione. Questo, insieme al fatto che le particelle sono solubili in acqua, fa sì che le particelle di inchiostro si muovano nel processo di flottazione con schiuma insieme alle fibre della carta. Di conseguenza, l'acqua diventa grigia con il passare del tempo, e lo diventa anche la pasta di cellulosa disinchiostrata finale. Bastano piccole quantità di materiale prodotto con la stampa flessografica presenti nella miscela per deteriorare notevolmente la qualità e il punto di bianco della pasta di cellulosa disinchiostrata.
Gli inchiostri a getto d'inchiostro sono disinchiostrabili?
Il toner secco è disinchiostrabile?
Gli inchiostri UV sono disinchiostrabili?
Il toner liquido / Electroink è disinchiostrabile?
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