專利名稱：一種處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所涉及的是通過設(shè)計一種有效的分離技術(shù)工藝，可以將廢舊熱轉(zhuǎn) 印碳帶所包含的各種物質(zhì)成分變成可回收成分，從而解決了熱轉(zhuǎn)印碳帶面臨 的環(huán)境污染、安全等方面存在的難題。本發(fā)明提出的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，包括分離清洗液的 配方組成、廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶專用清洗設(shè)備的設(shè)計和工藝參數(shù)、碳粉回收和分 離清洗液循環(huán)利用系統(tǒng)的設(shè)計、分離清洗液揮發(fā)控制回收和再生物質(zhì)利用方 法等工藝內(nèi)容，通過將上述工藝內(nèi)容科學(xué)地組合，形成一套新穎、有效、可 靠的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的工藝程序，將組成廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的各種物質(zhì)加 以有效地分離，并處理成具有一定使用價值的產(chǎn)品，達到有效回收廢舊熱轉(zhuǎn) 印碳帶，消除環(huán)境污染，保護環(huán)境，節(jié)約資源的目的。本發(fā)明屬于環(huán)境保護 和資源再生技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景熱轉(zhuǎn)印碳帶簡稱TTR，是即時打印技術(shù)中的消耗性材料，它是由聚脂薄膜 涂上碳粉后復(fù)合而成的。在即時打印的過程中，碳粉遇熱后被轉(zhuǎn)印到票紙上。 碳帶屬于一次性消耗品。20世紀70年代發(fā)明至今的幾十年中，隨著打印技術(shù)和打印介質(zhì)的發(fā)展， 已從開始的簡單多用途發(fā)展到多種類和較強的針對性以適應(yīng)打印技術(shù)的迅猛 發(fā)展的步伐。熱轉(zhuǎn)印碳帶主要應(yīng)用于產(chǎn)品外包裝標(biāo)簽、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品批次 號碼、貨運標(biāo)簽、計算機資產(chǎn)管理系統(tǒng)、超市、產(chǎn)品條形碼、銘牌、服裝行 業(yè)的洗滌標(biāo)識、郵政標(biāo)簽、公路客運票據(jù)、鐵路客運票據(jù)、航空客貨運票據(jù)、 生產(chǎn)管理流程、自動識別控制系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等。根據(jù)資料顯示，目前國內(nèi)各行業(yè)每月大約使用100噸熱轉(zhuǎn)印碳帶，約合 25萬巻，并有持續(xù)增長的趨勢。熱轉(zhuǎn)印碳帶由聚酯薄膜、蠟基、炭黑和樹脂等成分組成，其中聚酯薄膜作 為碳帶的基質(zhì)材料，炭黑作為轉(zhuǎn)印的印刷顏料，蠟和樹脂起到轉(zhuǎn)移介質(zhì)和粘合附著劑的作用，盡管市場上各種品牌和用途的碳帶眾多，但基本上主要成 分都沒有超出這個范圍。熱轉(zhuǎn)印碳帶在打印時用后，只有少部分碳粉轉(zhuǎn)移到了其他物質(zhì)如紙、塑 料等上面，其余的碳粉仍舊殘留在碳帶上，使用后的廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶作為一 種多成分的物質(zhì)，其各種成分物理化學(xué)性質(zhì)各異，幾乎沒有直接利用的價值， 而使用后的廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶在性質(zhì)上是相當(dāng)穩(wěn)定的，直接作為垃圾進入環(huán)境， 會對環(huán)境造成長期的危害，以通常的塑料回收再利用方式處理，沒有實際利 用的經(jīng)濟價值。我們尋訪了國內(nèi)外很多知名的碳帶生產(chǎn)廠商，他們都表示， 這個領(lǐng)域沒有人涉足，沒有有效的解決方法。國際上，各生產(chǎn)廠商是花錢請 清潔公司把廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶販運到經(jīng)濟不發(fā)達的小國進行添埋，而廠家不再 處理。國內(nèi)的所有廢舊塑料再生利用企業(yè)不接受沒有經(jīng)過處理的廢舊熱轉(zhuǎn)印 碳帶。廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶在處理時技術(shù)難度大。碳帶屬于塑料薄膜制品，這種產(chǎn) 品的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在地下可千百年不分解，用火焚燒會產(chǎn)生有毒氣體，造 成空氣被污染，不符合國家環(huán)保要求。針對上述問題，本發(fā)明提出一種新型技術(shù)工藝用于解決廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶 對環(huán)境造成的危害，在解決環(huán)境污染的問題的同時，使廢舊物質(zhì)得到再次利 用，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種新型技術(shù)工藝，通過這種新型技術(shù)工藝的實 施，對廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶進行處理，將廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶上的各種組成成分有效 地分離開，并保證得到的各種物質(zhì)成分是具有一定使用價值的。本發(fā)明通過對使用前的熱轉(zhuǎn)印碳帶成分和使用后轉(zhuǎn)移至票紙上及殘留在 廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶上的成分進行分析，發(fā)現(xiàn)，前后所有成分都沒有發(fā)生化學(xué)變 化，簡言之，沒有新的物質(zhì)生成。基于上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提出新型技術(shù)工藝是通過如F設(shè)計實現(xiàn)本發(fā)明提出的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶，使其再生為具有一首先，本發(fā)明選取一組溶劑作為分離清洗液，分離清洗液可以由一種溶 劑或多種溶劑組成，分離清洗液中的各種組分首先必須符合下述條件1、 分離清洗液中的各種組分與廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的組成成分是不發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)的，或即使發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是當(dāng)分離清洗液與廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的各種 成分分離后，這個化學(xué)反應(yīng)是可逆的，廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的各種成分又恢復(fù)為原來的性質(zhì)，或這種新的物質(zhì)是可分離并具有利用價值的；2、 分離清洗液是可以與廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的各種成分加以分離的；3、 分離清洗液能夠在一定的時間內(nèi)，將碳帶的熱轉(zhuǎn)印成分與聚酯薄膜基 質(zhì)分離開，分離的效率應(yīng)大于熱轉(zhuǎn)印成分(炭黑和蠟、樹脂的混合物)與聚 酯薄膜的粘附效率。4、分離清洗液可回收利用，避免污染。 分離清洗液的優(yōu)選組成為 取三氯甲烷40-—80重量份 二氯甲烷10-20重量份 三氯乙烯1-5重量份 乙醇1-5重量份第二，本發(fā)明提出的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，其分離清洗 液對廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的清洗和分離，是在--臺專用的碳帶清洗設(shè)備上實現(xiàn)的。 根據(jù)資料檢索和專利査新，這種用于廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶清洗分離的設(shè)備在本專 利提出之前，未見報道或提出。分離清洗液與廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶上的碳粉作用時間2-3秒，即可將碳粉成 分從聚酯薄膜基材上完全剝離下來，因此要求廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶必須與分離清 洗液有效接觸2-3秒，具體的方法是將巻軸狀的廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的一頭從放 料軸開始與一個圓柱形的上料機構(gòu)連接，上料機構(gòu)浸沒在盛放分離清洗液的 清洗槽中，通過上料機構(gòu)轉(zhuǎn)動，引導(dǎo)廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶以一定的長度浸沒在分 離清洗液中，當(dāng)上料機構(gòu)轉(zhuǎn)動一周后，將與上料機構(gòu)連接的廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的一頭取下，與收巻軸連接，開動碳帶清洗機的傳動電機，廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶 即可以一定的速度被清洗，清洗的速度可以調(diào)整，但必須保證廢舊熱轉(zhuǎn)印碳 帶在分離清洗液屮浸沒2-3秒，考慮到生產(chǎn)效率，廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的運行速 度不能太慢，但同時又要保證廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶上的碳粉能夠全部有效地分離，本發(fā)明提出的碳帶清洗機的傳動速度最高不超過50米/分鐘，廢舊熱轉(zhuǎn)印碳 帶在這個速度下運行，在分離清洗液中的行程為1.8米/2秒。本發(fā)明提出的碳帶清洗機為十工位，即可以同時清洗十巻廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶。第三，本發(fā)明提出的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，碳粉回收和分離清洗液循環(huán)利用是通過下列系統(tǒng)實現(xiàn)的1、 當(dāng)分離清洗液將碳粉從聚酯薄膜上剝離下來，并分散在分離清洗液中， 由于碳粉輕于分離清洗液而重于作為密封層的去離子水，會以一定的速度向 清洗液上表面飄浮，漂浮速度因廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶種類不同，時間范圍在30秒-3分鐘之間，因此，在碳帶開始清洗后最長3分鐘內(nèi)，分離清洗液的上表面 處碳粉濃度最大，如果能夠及時將這部分液體通過分離系統(tǒng)分離出去進行處 理，將會有效地保證清洗液的純度，保證清洗效果，否則，清洗槽中如果積 存碳粉太多，碳粉在薄膜從液體中出來時，將重新粘附在薄膜表面，影響薄 膜的質(zhì)量。本發(fā)明所提出的碳帶清洗機在清洗槽上位于設(shè)定的分離清洗液液 面以下，以等間距水平開5個直徑為1英寸的溢流孔，溢流孔與直徑為1英 寸的管道相連接，5個連接管道與一個直徑等于5個管道的直徑總和的總管相 通，總管與碳粉--分離清洗液一級分離系統(tǒng)相聯(lián)接，含有高濃度碳粉的分離清 洗液將首先通過溢流孔流向碳粉—分離清洗液一級分離系統(tǒng)。2、 碳粉-分離清洗液一級分離系統(tǒng)實質(zhì)上是一個緩沖沉降系統(tǒng)，由一個足 夠容積的容器組成，碳粉和分離清洗液的混合物進入容器中后經(jīng)過一定時間 的靜置，碳粉將懸浮于分離清洗液上部，系統(tǒng)設(shè)置兩個磁力泵， 一個泵將系 統(tǒng)底部的分離清洗液送入清洗主機再次用于清洗， 一個泵將系統(tǒng)上部高濃度 碳粉的分離清洗液送入旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器中，進行二級分離。3、 旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器組成二級分離系統(tǒng)，其作用在于，通過旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā) 器將碳粉和分離清洗液完全分離，分離是在減壓蒸餾中完成的，蒸餾溫度約40-50度，在該溫度下，分離清洗液共沸成氣體，再通過設(shè)備上部的冷凝器冷凝成液體，進入收集罐中，然后回到碳帶清洗機的清洗槽中，再用于清洗， 而碳粉以熔融狀態(tài)進入設(shè)備的下部出料口，收集起來，自然冷凝，形成塊狀 碳粉，注意，由于系統(tǒng)循環(huán)時可能夾帶少量的水份，有時需要對碳粉進一步 烘干純化，去除水份。4、 分離系統(tǒng)材料要求所有管道、管件為不銹鋼材料，所有密封材料為聚四氟乙烯，普通硅膠材料包覆聚酯材料也可，循環(huán)泵需要經(jīng)過耐清洗液處 理。5、 分離系統(tǒng)運行參數(shù)要求為保證清洗下來的碳粉在30秒-3分鐘內(nèi)被轉(zhuǎn)移出清洗槽，分離速度通過循環(huán)泵上的流量控制開關(guān)來控制，通過該控制 開關(guān)保證清洗液的溢流速度和清洗液被打回清洗槽中相同，以使清洗槽中的 清洗液液面保持在穩(wěn)定的高度上。6、 分離系統(tǒng)輔助裝置由于碳帶在清洗后從液體中出來時將帶出一定量的分離清洗液，碳粉中也會殘留一定量的清洗液，這部分清洗液不能通過分 離系統(tǒng)及時回到清洗槽中，因此，在分離系統(tǒng)加裝一個輔助系統(tǒng)裝置，該裝 置為一個補液箱，該補液箱中的分離清洗液來源為新分離清洗液，補液箱向 碳帶清洗機提供的分離清洗液數(shù)量應(yīng)能夠及時補充因上述因素清洗槽中損失 的分離清洗液數(shù)量，補充的頻率可以根據(jù)實際操作情況確定，原則上應(yīng)保證 分離后的流會碳帶清洗機的分離清洗液和補液箱提供的清洗液總量足以使清 洗槽中分離清洗液的液面不下降到溢流孔的上端以下，密封水層不低于溢流 孔。第四，本發(fā)明提出的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，所使用的分離清洗液是由易揮發(fā)的有機溶劑組成，分離清洗液，沸點60-70度，比重大于 1.4。完全不溶于水，具有一定的刺激氣味，易燃，有毒，25度時，飽和蒸汽 壓為11，處于開放狀態(tài)下，極易揮發(fā)。為了保證整個處理過程分離清洗液的揮發(fā)不造成對環(huán)境的污染，也為了降低分離清洗液由于揮發(fā)帶來的損耗，本 發(fā)明設(shè)計了 一個分離清洗液揮發(fā)氣體控制回收系統(tǒng)，通過對分離清洗液揮發(fā) 氣體的吸附回收，使排放到大氣中的分離清洗液揮發(fā)氣體降到符合國家排放 標(biāo)準，嚴格地保證了環(huán)境不受到污染。對分離清洗液揮發(fā)控制回收是通過如 下設(shè)計實現(xiàn)的1、 由于分離清洗液完全不溶于水，并且比重遠遠大于水，本發(fā)明對碳帶 清洗機清洗槽中的分離清洗液采用去離子水覆蓋封閉。2、 在碳帶清洗機上面加裝一個防護罩，防護罩上配置一個大功率的引風(fēng)機，引風(fēng)機流量為2000立方米/小時，引風(fēng)機將由碳帶從分離清洗液中帶出的液體揮發(fā)后形成的氣體送入到專用的活性碳纖維吸附裝置中，通過活性碳纖 維吸附-脫附-冷凝過程將這部分揮發(fā)氣體重新轉(zhuǎn)變成液體收集起來，凈化后的 空氣排放至大氣中。第五，本發(fā)明提出的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，其目的是為 了使處理的廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶形成具有一定使用價值的物質(zhì)，本發(fā)明通過上述 工藝過程，得到純凈的聚酯薄膜，聚酯薄膜化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸、耐堿，抗 拉強度高，延伸率中度，可通過重新造粒，噴絲制作成長、短纖維，用于紡 織行業(yè)產(chǎn)品，可以重新制作薄膜和板材，也可以制作塑料瓶和作為樹脂用于 油漆制造。碳粉中的成分比例與分離前廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶中的成分比例沒有改 變，成份性質(zhì)沒有發(fā)生變化，通過加入溶劑進行研磨加工，可以重新涂布于 新的聚酯薄膜上，制成碳帶使用。也可以根據(jù)碳粉中樹脂的種類，相應(yīng)地添 加到同種類樹脂的油漆中再一次利用。
具體實施方式
實施例1、分離清洗液二氯甲烷為溶液總重量的80% 二氯甲垸為溶液總重量的10% 三氯乙烯為溶液總重量的5%乙醇為溶液總重量的5%。依次混合，加入到專用的清洗設(shè)備中，廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶進入分離清洗液屮，接觸時間為2-3秒，廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶上的碳粉從聚酯薄膜上剝離下來，'分散在分離清洗液中，將聚酯薄膜用乙醇漂洗，得到透明的不含碳粉的純靜 薄膜。將分離清洗液蒸餾，得到碳粉。2、 碳帶清洗機十工位碳帶清洗機，加入分離清洗液，碳帶以50米/分鐘的速度進行清 洗，連續(xù)工作8小時，與碳粉回收和分離清洗液循環(huán)系統(tǒng)配合穩(wěn)定，8小時內(nèi) 分離清洗液液面波動幅度低于士0.5厘米，經(jīng)過清洗的聚酯薄膜性質(zhì)穩(wěn)定，碳 粉殘留率低于1%，可以用于重新造粒再利用。3、 碳粉回收和分離清洗液循環(huán)利用系統(tǒng)經(jīng)過碳粉-分離清洗液一級分離系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器二級分離系統(tǒng)處 理，得到的碳粉中分離清洗液殘存量低于0.2%,分離清洗液中碳粉殘存率低 于0.5%。4、 碳纖維吸附裝置揮發(fā)的分離清洗液回收率大于95%，按照國家環(huán)保局《大氣污染物綜合 排放標(biāo)準》(1997)，分離清洗液的揮發(fā)排放低于碳纖維吸附裝置吸附的分離 分離清洗液總量的3%/8小時。分離清洗液車間內(nèi)空氣中含量為4毫克/立方米，低于國家技術(shù)監(jiān)督局《車 間空氣中三氯甲烷的衛(wèi)生標(biāo)準》、《車間空氣中二氯甲烷的衛(wèi)生標(biāo)準》、《車間 空氣屮三氯乙烯的衛(wèi)生標(biāo)準》中規(guī)定的標(biāo)準，其中三氯甲烷容許值為20毫克 /立方米，為三種有機溶劑中最低值，乙醇含量國家沒有限制。
權(quán)利要求
1、一種用于處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，其特征在于由分離清洗液配方、廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶專用清洗設(shè)備的設(shè)計和工藝參數(shù)、碳粉回收和分離清洗液循環(huán)利用系統(tǒng)的設(shè)計、分離清洗液揮發(fā)控制回收和再生物質(zhì)利用方法等工藝內(nèi)容通過科學(xué)地組合，形成一套新穎、有效、可靠的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的工藝程序，將組成廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的各種物質(zhì)加以有效地分離，并處理成具有一定使用價值的產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，其特征在 于所用的分離清洗液配方是由四種有機溶劑組成的，其優(yōu)選組成為取三氯甲烷40-—80重量份 二氯甲烷10-20重量份 三氯乙烯1-5重量份 乙醇1-5重量份。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，其特征在 于廢IH熱轉(zhuǎn)印碳帶專用設(shè)備為十工位碳帶清洗機。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，其特征在 于碳粉回收和分離清洗液循環(huán)利用系統(tǒng)是由一個緩沖沉降系統(tǒng)組成的碳粉—分 離清洗液一級分離系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器二級分離系統(tǒng)、補液箱、循環(huán)泵等組 成液體平衡循環(huán)和碳粉與分離清洗液分離的組合裝置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，其特征在 于分離清洗液揮發(fā)控制回收時有活性碳纖維吸附裝置實現(xiàn)的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，其特征在 于所得到的聚酯薄膜和碳粉能夠重新利用，碳粉可以用于重新制作熱轉(zhuǎn)印碳帶。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的是通過設(shè)計一種有效的分離技術(shù)工藝，可以將廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶所包含的各種物質(zhì)成分變成可回收成分，從而解決了熱轉(zhuǎn)印碳帶面臨的環(huán)境污染、安全等方面存在的難題。本發(fā)明提出的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的新型技術(shù)工藝，包括分離清洗液的配方組成、廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶專用清洗設(shè)備的設(shè)計原理和工藝參數(shù)、碳粉回收系統(tǒng)的設(shè)計、清洗液循環(huán)利用系統(tǒng)的設(shè)計原理、分離清洗液揮發(fā)控制回收原理和再生物質(zhì)利用方法等工藝內(nèi)容，通過將上述工藝內(nèi)容科學(xué)地組合，形成一套新穎、有效、可靠的處理廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶的工藝程序，達到有效回收廢舊熱轉(zhuǎn)印碳帶，消除環(huán)境污染，保護環(huán)境，節(jié)約資源的目的。本發(fā)明屬于環(huán)境保護和資源再生技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號C08J11/20GK101328280SQ200710111400
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者吳清溪, 晁鶴鳴, 許秀峰 申請人:許秀峰;晁鶴鳴;吳清溪