周小軍+吳振興
煙標印刷企業作為高能耗高污染企業在創造財富的同時,也給經濟社會發展帶來了一定的影響,首先是對社會資源的影響,水、電、紙張、油墨等不可再生資源消耗大,引起了產業結構的深層次矛盾,對未來的能源危機埋下了隱患;其次是對生存環境也有一定的影響。
通過比較分析國內外煙標印刷的工藝可以看出,國內煙標印刷的精度及工藝要求都高于國外的水平,在這些復雜工藝中,每個環節都可能提高能耗并生成相應污染,正是這些復雜的印刷工藝使得國內煙標印刷的環保質量控制難度高于國外煙標的印刷。當前國家對生產企業單位產能能耗的要求不斷提高,煙標印刷行業正在執行并不斷提高要求的揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds,簡稱VOCs)限量排放標準,使得整個煙草包裝印刷行業都要面對的考驗就是急需為煙標印刷找到一個科學有效的綠色生產體系。
煙標印刷綠色生產體系建設需從煙標印刷企業面臨的能耗管理和VOCs排放兩個主要問題進行系統研究,分析企業運營的外部和內部環境,科學有針對性地對煙標印刷企業的生產管理進行研究,對所涉及到多方面進行改革優化,建立適合我國煙標印刷企業的綠色生產體系。煙標印刷企業里引起能耗過高、VOCs排放超標的因素涉及印刷的整個生產過程,每一個工藝環節都可能增加生產能耗,給VOCs限量排放造成不利影響。要實現煙標印刷的綠色生產就要對常用耗材及標準生產工藝進行分析研究,找到生產工藝過程中跟能耗及VOCs排放有關的各個環節,并著重從管理手段、VOCs檢測過程的標準化、油墨的VOCs控制3個方面著手進行實驗研究,分析在煙標印刷中VOCs苯系物控制容易出問題的工藝因素。最后根據實驗分析總結建立煙標包裝印刷企業能耗降低和VOCs限排達標的實施方案。
1.科學合理進行煙標印刷
近年來煙標印刷從外觀上實現了質量檔次的提升,對外觀設計的要求不斷提高,在產品升級及新產品開發方面下了很多功夫,這雖然是基于從香煙市場打擊假冒出發,卻增強了印刷的復雜度。采用過多的印刷工藝和各種新材料,很多印刷企業現有的技術條件不能很好地完成煙標印刷,就通過工藝分解采用更復雜的工藝進行印刷,這些新增的工藝及材料對煙標印刷VOCs限排達標造成了很大的障礙,并造成巨大的資源能耗浪費。因此要實現綠色印刷在設計環節就要控制,在滿足產品外觀要求的前提下盡量減少印刷工藝的復雜度,煙標設計應盡量簡潔化,這就要求設計人員對印刷工藝有充分的了解,在設計中避免復雜印刷工藝的產生。煙標印刷企業也要根據印單的要求合理組合印刷工藝,根據企業實際安排好生產工藝及調度,簡化印刷工藝。
2.全過程監控
煙標生產綠色控制要從原材料到煙標成品出廠全過程監控。對產品生產、能耗的檢測和監控應放在原材料、印刷生產和干燥存放的各個環節,過程監控要涉及印刷、倉儲環節。實際生產中如發現能耗過大要有針對性地控制,如發現VOCs存在殘留超標,要對前面印刷生產中的各工序進行逐個檢測分析,根據企業檢測經驗設計出減少VOCs排放的生產工藝,對于經常查出VOCs超標或容易超標工藝進行重監控并進行改造優化。
3.能耗控制
破解這道難題的有效方法有:一是完善管理,科學調度;二是積極促使企業進行產品、產業結構調整,努力采用新的生產設備和新的生產工藝,加速產品升級換代。堅持走可持續發展的道路,大力推進節能降耗,鼓勵企業推廣節能新機制,應用節能新技術,加大環保工作力度,積極促進高能耗企業不斷采用先進生產工藝和設備,開展對“三廢”的綜合治理、利用工作,促進企業節能降耗,加速高能耗企業的產品升級換代,著力延伸產業鏈,走可持續發展的循環經濟之路。
4.原材料控制
煙標生產用到的各種原材料都屬于化工產品,多少都會含有一點VOCs成分,要根據企業實際情況建立符合自身的原材料VOCs檢驗標準,加強原材料的過程管控,在生產環節中發現VOCs超標就要有效地進行追溯找到源頭。
5.印刷過程VOCs排放
油墨溶劑的作用就是將色料轉移到承印物上,在印刷過程中從油墨轉移到承印物上開始就涉及到印刷產品的VOCs排放,只要保證印刷的順利進行就可以在印刷環節上著手控制VOCs排放。采用熱風進行煙標的烘干是凹印煙標使用的油墨烘干方法,在這個過程中印刷產品所殘留的VOCs成分大部分會揮發只殘留一小部分,烘干完成后油墨便干燥固著在承印物上,經過一段時間的放置其VOCs殘留量基本會達標。凹印煙標的干燥環節是有效減低 VOCs殘留的重要手段,干燥系統的長度、進風量的大小和風溫的高低是其干燥效率的決定因素,實際生產中可通過提高風溫、加大風量及延長干燥時間來提高凹印油墨的干燥效率。所以要根據實際印刷油墨用量來找到一個較高的干燥效率。
6.優化溶劑配比
凹印過程中會使用多種溶劑,各種溶劑在同一溫度時揮發量和揮發速度各不相同,而且限量指標不一,要合理組合使用各種溶劑。使用快干溶劑,溶劑揮發速度快有利于煙包的VOCs控制,但容易出現堵版故障;慢干溶劑的使用則有利于印刷的順利進行,但不利于VOCs控制。要在綜合考慮生產成本的基礎上,在印刷質量和VOCs控制兩者之間找到一個平衡點。
7.使用水性油墨
水性油墨是環保油墨,因為使用水作為溶劑可明顯改善印刷環境和有機溶劑對人體的傷害,水性油墨的使用能有效減少凹印煙標的VOCs殘留量。
8.UV油墨VOCs的控制
UV油墨在煙標印刷中使用量較少,但會在固化過程中產生限排氣體成為新的VOCs來源。選用合適的UV光量和好的工作排風環境是UV油墨VOCs控制的重點。對于UV油墨的使用還要通過固化速度、紫外燈數量及功率合理調整UV光量,使UV油墨層的干燥達到工藝要求。不能固化太嚴重,固化太嚴重不僅易造成后續加工中UV墨膜的破裂脫落,還容易造成VOCs氣體從墨層的逃逸速度下降,造成VOCs殘留超標,但也不能固化不完全。
9.存儲環境控制
①優化產品存儲環境。存儲環境的濕度太高不利于VOCs揮發,濕度過大過小還會影響產品的平整度,應根據實際生產條件合理控制車間濕度為45%~65%;在產品質量控制范圍內適當提高存儲空間的溫度,提高VOCs的揮發速度。對原材料、半成品、成品的擺放環境合理規劃,避免相互污染,改進堆碼方式、改善車間的通風環境,增加產品存儲空間的空氣流動以加速殘留VOCs的揮發。
②合理規劃安排生產,產品出廠前適當延長堆放時間。煙標產品中VOCs的殘留量會隨著產品堆放時間的延長相應減低,減低最明顯的時間段是產品印刷完成15天左右。在工藝條件允許的前提下,通過合理安排生產進度盡可能延長煙標存放時間,有利于凹印煙標出廠前殘留VOCs的揮發,可有效減小VOCs殘留量,這是現在煙標印刷企業最經濟有效的VOCs控制方法,可使產品出廠時VOCs殘留量更符合行業標準。
10.適當提高VOCs控制要求
在實際生產中,為避免與客戶的檢測結果存在差異降低VOCs控制的風險,煙標印刷企業可適當提高自身VOCs含量指標,常用的有將苯含量超標限定在0.0007mg/m2,將B類限排單項超標比值之和定在12以下,這樣可以很好地降低因跟客戶檢測數值存在差異而出現的VOCs超標。