ISO 219932020 纸和纸浆 - 印刷纸制品的脱墨性试验标准立项发展报告

*纸和纸浆-印刷纸制品的脱墨性试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Paperandpulp—Deinkabilitytestforprintedpaperproducts摘要随着全球循环经济理念的深入发展和环保法规的日益严格，废纸回收与再利用已成为造纸工业可持续发展的核心环节。脱墨性是衡量废纸回收价值和处理难度的重要技术指标，直接关系到再生纸浆的质量、能耗及环境效益。本报告围绕国际标准ISO21993:2020《纸和纸浆-印刷纸制品的脱墨性试验》展开，系统阐述了该标准的立项背景、技术框架、核心试验方法及其在废纸回收产业链中的关键作用。报告指出，该标准的发布填补了国际上在印刷纸制品脱墨性能统一评价方法上的空白，通过标准化的实验室脱墨程序和评价体系（如ERIC值测定、残留油墨面积分析等），为造纸企业、油墨制造商和回收商提供了公认的技术依据。本报告详细分析了标准的主要技术内容，包括样品制备、碎浆、浮选、筛选及纸张成型等全流程操作规范；并对标准的应用价值进行了深入探讨，指出其在优化回收工艺、指导环保型油墨研发及促进国际贸易中的重要作用。最后，报告展望了脱墨性试验标准在智能化检测、绿色化发展及与数字印刷技术融合方面的未来趋势，强调该标准对于推动造纸行业实现资源高效利用和低碳转型具有深远意义。关键词：脱墨性；印刷纸制品；废纸回收；ISO21993；再生纸浆；油墨去除；标准化试验Keywords:Deinkability;Printedpaperproducts;Wastepaperrecycling;ISO21993;Recycledpulp;Inkremoval;Standardizedtest1.引言在全球资源约束和环境保护的双重压力下，造纸工业正经历着从“高消耗、高排放”向“绿色、循环、低碳”模式的深刻变革。废纸作为重要的可再生纤维资源，其回收利用率已成为衡量一个国家造纸工业成熟度的重要标志。据统计，全球废纸回收率持续增长，高品质再生纤维的需求日益旺盛。然而，废纸中的印刷油墨是制约再生纸浆质量的关键障碍。有效的脱墨工艺不仅能生产出白度高、尘埃度低的优质再生浆，还能降低化学品消耗和废水处理负荷。在ISO21993:2020标准发布之前，行业内缺乏一个国际公认的、统一的脱墨性评价方法。不同企业、不同研究机构往往采用各自内部的非标方法，导致试验结果缺乏可比性，严重阻碍了技术交流、贸易往来和环保油墨的研发。例如，一种在实验室脱墨效果极佳的油墨，在实际生产线上可能表现不佳；反之亦然。这种“公说公有理，婆说婆有理”的局面，迫使行业急需一把全球通用的“尺子”。正是在此背景下，国际标准化组织（ISO）启动了ISO21993标准的制定工作。该标准旨在建立一套标准化的实验室脱墨程序，模拟工业脱墨过程，通过测量关键指标来客观评价不同印刷纸制品的脱墨性能。标准的发布实施，不仅为造纸企业评估废纸原料价值提供了精准工具，也为油墨制造商和印刷厂开发环保型、易脱墨产品提供了明确的研发目标和验证手段。2.标准立项背景与意义2.1行业痛点与需求驱动造纸工业的脱墨过程涉及碎浆、洗涤、浮选、漂白等多个复杂环节，其效果受油墨类型（如胶印油墨、凹印油墨、柔印油墨、喷墨油墨）、印刷方式、纸张种类、存放时间等多种因素影响。在没有统一标准的情况下，行业内主要存在以下痛点：*评价标准不一：不同企业采用的评价标准、指标和测试条件各异，导致同一批次废纸在不同工厂的“脱墨性”结论可能完全不同。*技术壁垒与贸易摩擦：在国际废纸贸易中，由于缺乏公认的评价体系，买卖双方对废纸的质量和价值认定容易产生分歧，增加了交易成本。*研发与生产脱节：油墨制造商和印刷厂研发的“易脱墨”新产品，因为没有统一的验证方法，难以被下游造纸厂认可，制约了绿色油墨的推广。*工艺优化困难：造纸厂在选择废纸原料和调整工艺参数时，缺乏定量化的脱墨性数据支持，往往只能依赖经验，优化效率低下。2.2标准化对循环经济的支撑作用ISO21993:2020的出台，直接响应了联合国可持续发展目标（SDGs），特别是目标12（负责任消费和生产）和目标13（气候行动）。通过建立科学、公正的脱墨性评价标准，该标准有力支撑了废纸回收的循环经济模式：*提升资源效率：标准化的评价方法帮助产业链上下游企业准确评估废纸价值，优化原料筛选和配比，最大限度地将废纸转化为高品质再生纤维。*驱动绿色设计：标准为油墨和印刷工艺的“生态设计”提供了明确的方向。易脱墨的产品将在市场上获得更高评价，反向激励上游进行环境友好型创新。*促进国际贸易：统一的评价语言消除了技术性贸易壁垒，促进了国际废纸市场的健康发展，为全球资源优化配置提供了基础。2.3国际标准化战略的体现作为国际标准化组织（ISO）发布的国际标准，ISO21993:2020体现了国际社会在造纸领域标准化合作的深度。该标准由ISO/TC6（纸、纸板和纸浆技术委员会）制定，众多成员国专家参与其中，集合了全球顶尖造纸科研机构和企业的最佳实践。这不仅是一份技术文件，更是全球造纸工业协同发展的共识。其发布标志着脱墨性评价从“经验主义”迈入了“可量化、可重复、可验证”的标准化新阶段。3.标准主要内容与技术解析ISO21993:2020标准全称《纸和纸浆-印刷纸制品的脱墨性试验》，全文共数十页，详细规定了实验室评价印刷纸制品脱墨性的通用方法。其核心思想是通过一系列标准化的机械和化学处理，模拟工业浮选脱墨过程，并测定处理前后纸浆及纸张的关键性能变化。3.1标准适用范围该标准适用于各种采用传统印刷方式（如胶印、凹印、柔印、丝印等）印刷的纸制品，包括但不限于报纸、杂志、商业宣传单、办公用纸等。标准特别说明，对于采用特殊数字印刷（如电子照相、喷墨印刷）的纸制品，该标准中的某些试验条件可能需要调整，标准本身也提供了相关的适配性指南。3.2核心试验方法标准的试验流程通常包括以下几个关键步骤：1.样品制备：将待测印刷纸制品切成规定尺寸（如2.5cm×2.5cm）的碎片，并进行称重和水分平衡处理，确保试验的一致性。2.碎浆：将称量好的碎纸片置于标准碎浆机中，加入规定温度（如45℃）的软化水和预设的化学品（如氢氧化钠、硅酸钠、过氧化氢、螯合剂、表面活性剂等），在规定的浓度、温度和能耗下进行碎浆。该步骤旨在将纸张纤维分离，并使油墨粒子从纤维表面剥离。3.熟化（部分方法）：碎浆后的浆料在特定温度下静置一段时间，模拟实际生产中碎浆后的浆料存放过程。4.浮选：将熟化后的浆料稀释至浮选浓度（如1%），通入标准气泡进行浮选。浮选过程中，带有油墨粒子的气泡上升到浆料表面形成泡沫，被刮板去除。该步骤是工业脱墨的核心环节，标准对浮选槽结构、气流量、浮选时间等做了严格规定。5.筛选与浓缩：浮选后的良浆（净化后的纸浆）需要经过筛框去除粗大杂质，并通过离心机或抽滤装置进行浓缩，得到可供后续检测的纸浆。6.手抄片制备：按照ISO5269标准，将浓缩后的纸浆制成标准手抄片（定量、直径统一），用于后续的光学性能检测。3.3关键评价指标标准通过测定手抄片和/或未浮选浆料样品的以下关键指标，来综合评定脱墨性能：*残留油墨浓度（ERIC值，EffectiveResidualInkConcentration）：这是最核心的定量指标，单位为ppm（百万分之一）。ERIC值通过红外分析仪测定，反映了纸张中残留的细小油墨粒子（通常<50微米）的含量。ERIC值越低，说明脱墨效果越好。*油墨去除率：通过比较碎浆后和浮选后纸浆的ERIC值，可以计算出油墨去除率。*亮度：依据ISO2470标准，测定手抄片的蓝光漫反射因数（亮度）。脱墨后的纸浆亮度越高，表明油墨去除越彻底。*尘埃度：依据ISO15755标准，通过图像分析或人工计数，测定手抄片上可见的油墨斑点和杂质数量。这是衡量纸浆清洁度的重要指标。*油墨粒子尺寸分布：利用图像分析系统，测量手抄片上残留油墨粒子的数量和面积，并按尺寸进行分类（如10-50μm，50-100μm，>100μm等）。该指标有助于分析不同大小油墨粒子的去除效率。3.4标准的技术特点与先进性ISO21993:2020相比之前的各种非标方法，具有以下显著的技术特点：*高度标准化：从碎浆机的刀盘间隙、转速到浮选槽的几何尺寸、气泡发生方式，再到化学品的添加顺序，每个细节都有精确规定，确保了不同实验室之间结果的可比性和重复性。*评价体系全面：不再依赖于单一的视觉评价，而是引入了ERIC值、亮度、尘埃度、粒子分布等多个定量和定性指标，实现了对脱墨效果的立体化、数字化评价。*模块化设计：标准虽然规定了完整的试验流程，但也为某些特定环节（如碎浆剂配方、浮选时间等）提供了可选方案，允许用户根据实际需求进行调整，增强了标准的灵活性。*数据记录与报告：标准要求详细记录所有试验条件和结果数据，并提供了标准化报告模板，便于信息共享和追溯。4.主要参与单位介绍：芬兰国家技术研究中心（VTT）在ISO21993:2020的制定过程中，芬兰国家技术研究中心（VTT）扮演了至关重要的技术主导角色。VTT是北欧地区最大的综合研究机构，也是国际知名的应用研究和技术开发组织。4.1组织概况VTT成立于1942年，总部位于芬兰埃斯波，员工约2300人，年营业额超过2.5亿欧元。其业务涵盖多个技术领域，其中“生物经济与循环经济”是核心方向之一。VTT在纤维、生物质、能源、数字化等领域拥有世界领先的研究设施和专家团队。4.2在造纸与脱墨领域的专业能力VTT的纤维技术部门是全球造纸工业研发的重要支撑力量。其在脱墨性研究方面积累了数十年的深厚经验，独立开发了多代次的实验室脱墨试验设备。VTT的专家们是ISO/TC6的活跃成员，多次牵头或参与制定脱墨相关的国际标准。他们不仅深谙脱墨工艺的物理化学原理，更精通标准化工作的流程和要求。正是凭借其强大的科研实力和标准化经验，VTT被公认为该标准制定的牵头单位（ProjectLeader）。4.3在标准制定中的核心贡献在ISO21993的制定过程中，VTT做出了以下关键贡献：1.提出草案框架：基于其内部成熟的试验方法，VTT向ISO提交了详细的标准草案，为该标准的最终形成奠定了坚实基础。2.组织实验室间比对：为确保标准的科学性和普适性，VTT组织全球数十家实验室进行了大规模的比对试验，对不同试验方法的重复性和再现性进行了严格验证，优化了标准参数。3.技术难点攻关：针对标准中关键技术环节（如高得率浆的碎浆、紫外光固化油墨的脱墨评价等），VTT的科学家通过大量实验提供了核心数据和技术解决方案。4.推动国际共识：VTT专家利用其在行业内的广泛影响力，积极与各国代表团沟通，协调不同利益诉求，最终推动了标准的顺利发布。VTT的参与，确保了ISO21993:2020不仅在理论上是严谨的，而且在实践上是可行、可靠的，代表了全球脱墨性评价技术的最高水平。5.标准应用价值与推广前景5.1对产业链的直接影响ISO21993:2020标准的广泛应用，将对造纸及印刷包装产业链产生颠覆性影响：*造纸厂：可以“以标定产”，根据测试结果定量评价不同来源废纸的“可回收性”，优化原料采购策略和成本控制。同时，可利用该标准验证和优化自身脱墨工艺，提升再生浆品质。*油墨制造商：获得了开发“绿色”产品的“试金石”。可以将“符合ISO21993标准”作为产品卖点，通过权威测试数据证明其油墨的易脱墨性，从而在激烈市场竞争中获得差异化优势。*印刷厂：在选择油墨和承印材料时，可以有据可依，选用高脱墨性的组合，提前规避未来回收处理的难题，履行生产者责任延伸（EPR）义务。*废纸回收商：可以利用该标准对回收废纸进行分类定级，实现优质优价，提升整个废纸供应链的效率和透明度。5.2推动技术创新与标准化迭代该标准并非一成不变。ISO21993标准本身也预留了更新迭代的接口：*适应新兴印刷技术：随着喷墨数字印刷、UVLED固化印刷等新技术的爆发式增长，其油墨体系和脱墨机理与传统油墨截然不同。标准制定时对这些新领域给予了特别关注，预计后续将发布专门的修订稿或技术规范（TechnicalSpecification），以覆盖这些新的应用场景。*与智能化检测结合：未来，标准的执行将更加智能化。例如，可通过自动化机器人手抄片制备、在线ERIC值检测仪器以及基于人工智能的图像分析系统，大幅提升测试效率和准确性，降低人为操作误差。5.3政策引导与绿色认证在全球碳中和目标驱动下，各国政府正通过立法（如欧盟的包装与包装废弃物指令PPWD的修订）鼓励使用再生材料。ISO21993:2020为相关政策的落地提供了技术支撑。例如，某些国家的环境标志认证（如欧盟生态标签、北欧白天鹅标签）可能将产品在生产过程中使用的原材料的脱墨性符合ISO21993标准作为一项加分项或必要条件。这将进一步推动标准的市场普及。6.结论与展望ISO21993:2020