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从源头入手,将柔印拓展到复合软包装领域 —5%溶剂含量柔印水墨软包装实证工艺解读

时间:2019-07-02 16:02:28来源:科印网作者:蔡成基

  目前,源头治理已成为我国软包装企业实施VOCs治理的目标,只有从源头切断VOCs排放,才能真正摘掉“不环保”的帽子。本文将从柔印的角度阐述,如何从源头入手,将柔印拓展到复合软包装领域。

  为什么对柔印水墨的溶剂限量为5%?

  2007年实施的HJ/T 371-2007《环境标志产品技术要求 凹印油墨与柔印油墨》对柔印水墨的溶剂限量是10%。11年来的实践表明,这个数值比实际使用量明显高了。由于这个限量,柔印遭到了不环保的指责,也增加了不必要的成本。而且,对水墨中的超量溶剂作排污处理,成本高、效率低、难度大,比溶剂墨排污处理更困难,直至目前还没有科学、可靠、低成本的方法。

  2016年底,中国印刷技术协会柔性版印刷分会给环保部有关部门递交了一份报告。我们承认水墨与溶剂墨本质不同,在质量上也不同,但是10年来用户对此并没有质疑,主要基于以下3个原因。

  (1)柔印纸张水墨确实存在实地流平不足的缺陷,但由于纸张表面本身的纹路,水墨转移到纸张上后,尚未干燥的墨膜会迅速沿纸张纹路分布,肉眼很难辨别是墨膜流平不足还是纸张纹路的影响,因此即使不加助溶剂,也察觉不到实地印刷上的缺陷。

  (2)柔印纸张水墨有一个明显特点,即纸张可以通过渗透吸收来帮助水墨干燥,同通过采用有机溶剂助干相比,通过渗透吸收达到的助干作用相同,但成本更低。而且柔印工艺的墨膜较薄,容易干燥,也没必要添加有机溶剂助干来达到溶剂墨的干燥速度。

  (3)水墨缩孔同过多添加消泡剂以及添加不正确的消泡剂存在很大的相应关系,因此针对印刷过程可能出现的故障,确实会通过在水

  墨中添加助剂来加以解决,但添加得越多,造成的印刷隐患越大,一般不会超过5%。而且因为助剂价格较高,水墨供应商也决不愿在产品中添加大量却又不必要的助剂来增加自己的成本。

  以上3个原因从根本上堵住了在水墨中添加大量溶剂,从而污染大气环境的可能。由此提出的诉求是:将柔印纸张水墨用户排除在固定污染源之外,为柔印纸张水墨用户减负。这个诉求为以后的柔印薄膜水墨用户也打下了伏笔。

  柔印要自证清白,必须从选择油墨开始,因此我们支持2018年10月1日即将实施的HJ 371-2018《环境标志产品技术要求 凹印油墨和柔印油墨》对油墨技术标准的提升与限定,尤其是对水墨溶剂含量的限定。

  有必要掌握对不超过5%溶剂含量水墨安全性的计算。安全目标是排放浓度30mg/m3,排放速率1.5kg/h。计算公式:废气流量×废气排放浓度=排放速率。废气流量近似用引风机排放量,以排放流量比柔印大许多的凹印烘道流量为基准。有必要指出:这个计算是以常规设计方法为基准,不考虑近年来业界通过采取减风增浓措施对浓度的人为增高。

  有几个特点要交待一下:溶剂墨凹印的最大流量是每小时油墨耗用量与溶剂耗用量的总和。凹印机的排气从安全考虑必须要有LEL,现在的两种LEL数据,25%LEL与40%LEL,数值大的风险也大。排风必须大于进风。凹印机的常规设计方法是每色组流量3000m3/h,为了考虑薄膜在印刷烘干状态下不易变形,从而提高套印精度,采用的增风降温方法是5000m3/h。这里存在一个重要的关系式:在需求不变的情况下,即单位时间内油墨与溶剂的耗用量不变,流量越大浓度越低,反之亦然。

  由于凹印机对废气的收集率比较低,且印刷过程中以100%烘干负荷的色组不过1~2个,因此传统8色凹印机的经验数据:总流量24000m3/h,不计地排,每色组3000m3/h,这样配置的浓度将在500mg/m3左右。

  有必要说明一下,为了在印刷套准中避免薄膜受热变形,降低烘干温度,增大烘干风量已经成为业界共识。烘道必须要保持负压。必须考虑地排,以减轻车间内的污染。前几年凹印的实践特点就是增风减浓, 因此我们采信了上海市环境科学研究院对传统凹印生产线废气浓度的评估:600mg/m3。

  在这基础上,我们用比例式计算70%溶剂含量溶剂墨与5%溶剂含量水墨,对应于600mg/m3,水墨原墨则是42.8mg/m3。由于凹印溶剂墨使用时1kg油墨必须配合2kg溶剂,而水墨则不添加溶剂,因此这样的结果是水墨的废气浓度为11.1mg/m3。如果某些凹印用户提出我们的油墨与溶剂配比用不了1∶2,我们的管理水平只需要1∶1。如果是这样,那么就是17.6mg/m3。其实凹印很难达到1∶1,达到1∶1的只能是柔印。


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