降低煙包苯殘留量成品處理工藝研究

黃裕

隨著社會的進步以及人們消費理念的轉變，消費品的安全性、衛生性和環保性日益受到全社會的廣泛關注。同樣，煙用包裝材料的安全性也備受煙草行業關注。煙用包裝材料在印刷過程中需使用大量有機溶劑（即揮發性有機化合物，VOCs），一旦其中殘留的VOCs過量，就會直接影響卷煙產品的質量，甚至影響消費者的健康。

為有效控制卷煙條與盒包裝紙中VOCs的殘留，維護消費者利益，國家煙草專賣局制定了YC/T 207-2006《卷煙條與盒包裝紙中揮發性有機化合物的測定 頂空-氣相色譜法》（雖然目前已經更新為YC/T 207-2014《煙用紙張中溶劑殘留的測定 頂空-氣相色譜/質譜聯用法》，但對于苯的限量的檢出限沒有變化，仍是0.007mg/m2，因此本文基于YC/T 207-2006提出的實驗方案依然有效）和YC 263-2008《卷煙條與盒包裝紙中揮發性有機化合物的限量》兩項煙草行業標準，分別規定了苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、正丁醇、丙二醇甲醚、乙酸正丙酯、4-甲基-2-戊酮、乙酸正丁酯、環己酮16項指標的檢測方法和限量標準。其中規定苯的限量為不得檢出，既此項為否決項。

這兩項標準的實施對煙包印刷企業的生產工藝控制、材料控制及產品質量控制都帶來了巨大挑戰，卷煙條與盒包裝紙中苯殘留量的控制成為煙包印刷企業的控制重點。

控制思路

1.源頭控制

（1）油墨

早在2005年，我公司就已經停止對苯及苯系溶劑的使用和采購，同時于2007年11月向原輔材料供應商宣貫這兩項標準并提出相應要求，尤其對16項指標中的否決項——苯，提出了不得使用和不得檢出的要求。

（2）紙張

根據廈門煙草工業有限責任公司的反饋數據，針對轉移鍍鋁卡紙類產品進行各項原輔材料的排查摸底工作，苯依然為重點排查指標。

（3）檢測時存在的問題

①YC/T 207-2006《卷煙條與盒包裝紙中揮發性有機化合物的測定 頂空-氣相色譜法》適用于卷煙條與盒包裝紙，即成品的檢測。標準規定苯的檢出限為0.007mg/m2。考慮到多色疊印，檢測儀器的檢出限應低于0.007mg/m2才合理，這就對儀器的配備提出了更高要求。

②檢測方法的確定。目前檢測方法主要有直接檢測和刮樣檢測兩種。直接檢測的好處在于能直接反映原輔材料中苯的實際含量，但由于油墨成分復雜，在后期數據處理時有一定的難度和誤判風險；刮樣檢測的好處在于可與成品檢測同時進行，后期數據處理方便快捷，但問題在于較難保證制樣過程的一致性，即油墨涂布面積、墨層厚度、制樣時間等條件無法保持一致，這樣會加大檢測結果的誤差。

2.印刷過程控制

在煙包凹印過程中，油墨的干燥方式主要有揮發干燥和滲透干燥兩種。滲透干燥不利于煙包苯殘留量的降低。而提高印刷烘干溫度，加大抽風量，雖然可以增加揮發干燥減少滲透干燥，但油墨初干太快會給墨層的附著力帶來負面影響，還會對產品的耐折性、印刷套準、網點再現帶來不利影響。

3.成品處理

從上述分析可見，源頭控制和過程控制目前仍存在一定局限，因此成品處理環節就顯得非常重要。建立切實有效的成品處理工藝，以降低產品的苯殘留量，在原輔材料或產品質量出現異常波動時（如原輔材料或生產過程受到外因污染的情況下），能化被動為主動，順利地向客戶交付符合質量要求的產品。

實驗方案

1.實驗條件

（1）烘干溫度：烘干溫度太低不利于產品中苯的逸出，烘干溫度太高則容易導致產品變形，因此選擇35～40℃為宜。

（2）烘干時間：要求溫度能均勻傳遞至各部位產品。綜合考慮各方面因素，最終將烘干時間設定為10小時。

（3）通風時間：經實驗發現，要使產品溫度均勻降至常溫需2小時，因此將通風時間設定為2小時。通風設備采用3臺工業風扇。

2.實驗樣本及樣本數量

實驗樣本選擇工藝最復雜的產品A（轉移鍍鋁卡紙+4色大面積疊印+2色UV油墨印刷）條盒和小盒，樣本數量分別為條盒12萬張、小盒60萬張。

3.檢測儀器

檢測儀器采用Agilent 7697A-7890A頂空-氣相色譜儀，標準規定的苯檢出限為0.007mg/m2，而儀器設定的苯檢出限為0.003mg/m2，完全符合標準要求。

4.實驗結果

如表1和表2所示，樣本經過24小時（循環2次）處理后，苯殘留量得到大幅下降，但仍會出現不合格品。而將處理時間延長至48小時（循環4次）后，樣本合格率提高至100%。

批量測試

為進一步驗證實驗方案的可行性，還需建立專用的通風處理間，進行批量測試。

1.生產條件

批量測試的生產條件與實驗條件基本一致，只是將通風設備更換為軸流風機，處理時間調整為48小時。

2.測試樣本及樣本數量

測試樣本仍采用產品A條盒和小盒，樣本數量分別為條盒100萬張、小盒500萬張。

3.檢測儀器

同實驗方案所用。

4.測試結果

如表3和表4所示，雖然產品苯殘留量的合格率達到100%，但平均值為0.006mg/m2，離檢出限0.007mg/m2太近，風險太高。為此，對原有生產條件進行了改善。

5.改善方法及測試結果

由于原有生產條件的烘干效果基本能夠滿足設計要求，達到了均勻加溫的效果，溫度已無提升空間，而如果再次延長處理時間，則會加重生產瓶頸，因此最終我們選擇對通風條件進行改善，將原有3臺軸流風機增加至6臺。

通風條件改善后的測試結果如表5和表6所示，可見，產品A的苯殘留量有所下降，大大降低了檢出不合格的風險。

6.在其他產品上的應用

如表7所示，這種降低苯殘留量的成品處理工藝亦可適用于其他煙包產品，因此具有比較廣泛的適用性。

經生產測試，采用成品處理工藝降低煙包苯殘留量已經達到預期目標。成品處理工藝作為一種保障性措施，具有一定的可行性與可控性。然而，如果印刷企業產能擴大，僅靠此工藝來保證產品質量會造成一定的生產瓶頸。因此，希望隨著上游工業水平的不斷提高，能早日實現全面的源頭控制。