印刷技术

双重压力下烟包印刷设计企业如何自救?

来源:《印刷技术》作者:马广省、 房效永、时间:2017/12/02 点击:

  2016年9月,YQ 69-2015《卷烟条与盒包装印刷纸安全卫生要求》(以下简称“YQ 69-2015标准”)的正式实施,将烟包印刷设计安全卫生标准提升到了一个新的高度。而国家环保部门及各级地方政府为提升环境质量,又针对包括印刷设计企业在内的试点行业实施了严格的VOCs排污收费政策。这两项标准政策,一个是从内在对烟包安全质量提出要求,一个是从外部环境质量对烟包生产提出要求,起点和要求都很高,对于烟包印刷设计企业来说,在烟包生产中不进行一定的工艺改进和技术改造很难达标。那么,烟包印刷设计企业重压之下如何突围自救?南彩上海印刷厂www.aituwo.com小编认为,一方面,要根据YQ 69-2015标准与YC 263-2008《卷烟条与盒包装印刷纸中挥发性有机化合物的限量》(以下简称“YC 263-2008标准”)的不同要求和企业自身情况来制定应对措施;另一方面,要找到烟包产品内在安全卫生要求与VOCs排放达标之间的共同之处,在解除烟包产品安全卫生指标超标风险的基础上,综合考虑环境质量达标要求。

  明确标准之间的差异 有的放矢制订应对措施

  1.YC 263-2008标准及各地方中烟公司企业标准的特点

  (1)YC 263-2008标准只对烟包成品中VOCs含量进行限量,化合物成分只有16种,且除苯外其他成分采取超标比值综合判定的方法,对于常用溶剂允许单项超标,烟包印刷设计企业在执行过程中有很高的灵活度,可根据企业各自的工艺特点对印刷设计所用溶剂进行合理配比。

  (2)后期,国家烟草质量监督检验中心把标准溶液成分由16种增加至21种,随后又增加至目前的25种,但YC 263-2008标准始终未作改变(即并未对增加成分作限量要求)。各地方中烟公司根据各自企业的产品特点,结合YC 263-2008标准,制订了更加严格的企业标准,如有的增加了挥发性有机化合物的限量成分;有的更改了超标比值之和(由YC 263-2008标准中的15改为12或更低);有的对常用溶剂限量指标进行适当放大,采取单项判定法……但无论怎样调整,检测项目大多仅限于挥发性有机化合物,达标难度不算太大。

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  2.YQ 69-2015标准的特点

  (1)YQ 69-2015标准除了对溶剂残留(即YC 263-2008标准中的挥发性有机化合物)项目外,还增加了甲醛、邻苯二甲酸酯总量(仅限盒包装印刷纸)、特定芳香胺总量(仅限盒包装印刷纸)、光引发剂(仅限盒包装印刷纸)、二异丙基萘总量(仅限盒包装印刷纸)5大类化学检测项目,以及D65荧光亮度(仅限盒包装印刷纸)1个物理指标(原YC/T 330-2009《卷烟条与盒包装印刷纸印刷设计品》中的荧光物质〈254~365nm〉,YC/T 330-2014《卷烟条与盒包装印刷纸印刷设计品》中也改为了D65荧光亮度;此项目达标难度不大,下文不作赘述)。

  (2)YQ 69-2015标准中未列出具体的挥发性有机化合物名称,且放开了对乙醇的限量要求,即对任何化合物都未单独作限量要求(苯除外),仅限定溶剂残留总量≤100mg/m2;限定溶剂杂质总量≤10mg/m2(标准规定除YQ 15.4《烟用材料许可使用物质名单 第4部分:框架纸、卷烟包装印刷纸(条与盒)和封签纸》规定的12种物质〈乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯和2-丁酮〉外,其余成分均为溶剂杂质);限定苯系物≤1.0mg/m2(即原YC 263-2008标准中甲苯、乙苯、二甲苯,且含量为三者之和,超标风险不大);限定苯≤0.02mg/m2(原YC 263-2008标准中限量为0.01mg/m2,对比之下YQ 69-2015标准要求放宽);但溶剂残留总量包含溶剂杂质限量,溶剂杂质总量又包含苯和苯系物限量。

  (3)YQ 69-2015标准虽然增加了5大类化学检测项目,但从我公司2016年监控数据(除甲醛外其他项目委托外检)以及在行业内对外交流的情况来看,超标风险均较小。而对于仍以普通溶剂墨为主的凹印大实地系列烟包,溶剂残留超标风险依然很大,且溶剂杂质超标风险同时存在。

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  3.YQ 69-2015标准涉及项目的检测监控及超标风险应对措施

  (1)溶剂残留指标监控及风险消除

  ①购置气相色谱-质谱联用仪,满足现行标准对硬件设施的要求

  YQ 69-2015标准中明确规定溶剂残留检测方法按照YC/T 207《烟用纸张中溶剂残留的测定 顶空-气相色谱/质谱联用法》,严格来讲,烟包印刷设计企业早期购置的气相色谱仪不能满足现行标准对检测设备的需求。所以,对于尚未购置顶空气相色谱-质谱联用仪(图1为我集团公司检测实验室配置的设备)的烟包印刷设计企业,南彩上海印刷厂www.aituwo.com小编建议应尽快购置设备,从硬件设施上满足标准要求。原气相色谱仪在检测任务繁忙时可用于纸张、电化铝等对溶剂残留总量影响较小的原辅材料的辅助检测。

  再者,从溶剂杂质指标监控方面考虑,气相色谱仪也不能满足现行标准要求,因气相色谱软件中没有化合物数据库(在安捷伦设备软件中称之为NIST谱库),如果溶剂杂质里含有标准工作液中没有的化合物成分,我们只能在检测样品的色谱图上看到有杂峰出现,无法找到引起杂峰的具体化合物成分,不利于企业对溶剂杂质的监控。而气相色谱-质谱联用仪的软件有化合物数据库(NIST谱库),无论杂质成分在不在标准工作液成分里,当出现杂峰时,我们都可以根据杂峰的特征离子,在NIST谱库中找到相应的化合物成分,能够知晓是何种物质引起了杂峰,即当烟包中溶剂残留超标时,我们能够清楚具体哪些成分导致溶剂残留超标,这对烟包印刷设计企业制订整改措施具有非常重要的指导意义。

  ②以酯溶性溶剂墨为主的凹印要尽快转换油墨体系

  就溶剂残留指标来说,虽然YQ 69-2015标准对乙醇未设限量,实际印刷设计过程中可以大量使用乙醇作为溶剂,但对于酯溶体系的普通溶剂墨,加入过多的乙醇会影响油墨的溶解性;若减少乙醇用量,为使油墨达到上机黏度,保证印刷设计适性,势必要增加酯类溶剂用量,但YQ 69-2015标准中残留总量限量值太低,就以往的检测经验来看,以“大实地”为主色调的凹印烟包,常用溶剂乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙二醇甲醚等残留量较大,溶剂残留总量存在很大的超标风险。故要想使溶剂残留总量达标,就必须转换油墨体系,换用醇溶体系油墨或环保性更高的水墨。但从目前行业内水墨的应用情况来看,其溶剂配比一般为乙醇∶水=7~8∶1(或者乙醇用量更多),否则会出现印品干燥不彻底等问题。同时,水墨对于网线、细线条、“大实地”等烟包产品的印刷设计适性不是很好,但随着工艺技术的不断进步,水墨的应用前景非常广阔。

  ③关注溶剂残留超标风险的同时,高度关注溶剂杂质超标风险

  溶剂杂质包含范围很广,目前国家烟草质量监督检验中心提供的标准溶液(25种化合物,间,对-二甲苯、邻-二甲苯均视为二甲苯)中,除YQ 15.4标准规定的12种物质外,其余13种全部为溶剂杂质,除此13种物质外,还有很多标准溶液所含25种化合物之外的溶剂杂质。而标准中溶剂杂质限量值很低,稍有不慎就会出现超标风险。

  对于标准溶液所含化合物之内的溶剂杂质,我们用气相色谱-质谱联用法进行自动积分,可以知道杂质的成分和具体含量;但对于标准溶液所含25种化合物之外的溶剂杂质,因为没有参照物,检测系统不会进行自动判断和积分,这就要求检测人员高度关注检测样品的色谱图,及时发现杂峰(未知化合物成分形成的峰),从NIST谱库中找到相应的化合物成分,并根据自身检测经验通过对比杂峰与已知峰的高度,大致判断是否存在溶剂杂质超标风险。

  一旦发现有溶剂杂质超标风险,应立即通知供应商整改,因为烟包印刷设计企业为调节印刷设计适性而添加的溶剂均为常用溶剂,不可能造成溶剂杂质超标风险。

  (2)其他项目指标监控

  因甲醛、邻苯二甲酸酯总量、特定芳香胺总量、光引发剂、二异丙基萘总量5大类化学检测项目相对超标风险较低,且检测所需专用设备较多、操作复杂、检验程序繁琐、对检测人员专业素养要求较高,故建议烟包印刷设计企业采取定期(3月/次、半年/次或1年/次)委托外检的方式进行监控。

  对于胶印产品较多的烟包印刷设计企业,特别是以镭射纸、转移纸为主要承印材料,以表面有UV雪花、皱纹等网印工艺产品为主的企业,可考虑购置相应设备,对光引发剂进行自检自控。当然,对于资金雄厚、产品结构档次高的印刷设计企业,配齐相关检测设备和人力资源,实现烟包产品所有安全卫生指标的自检自控也是非常必要的。

  (3)做好供应商管理工作,保证原辅材料的安全卫生指标符合性

  对供应商施加压力,让供应商做出原辅材料安全卫生标准达标承诺,仍不失为保证烟包产品质量安全达标的前瞻性措施。

  了解VOCs排污收费标准 研究达标排放治理方案

  近年来,为改善环境质量、推动绿色发展,国家相关部门实施了一系列与VOCs治理相关的政策法规,在财政部、发改委、环保部联合印发的《挥发性有机物排污收费试点办法》的引导下,目前已有17个省市发布实施了VOCs排污收费政策,收费标准从十几元/公斤到几十元/公斤不等。且为了体现奖优罚劣,鼓励深度治理,大多数省市对印刷设计业收费都根据原辅材料的使用情况和使用量,以及对挥发性有机物污染控制措施情况,实施差别化收费政策。对于印刷设计企业来说,不仅要了解不同印刷设计工艺的VOCs排放情况,还要根据企业的工艺和设备特点,选择合理的VOCs治理方案。

  1.了解不同印刷设计工艺的VOCs排放情况

  众所周知,印刷设计环节的VOCs排放主要来源是油墨,而且VOCs排污收费也是按照油墨中的VOCs含量来确定,所以企业有必要了解不同类型油墨的VOCs含量。表1所示是不同类型油墨的VOCs含量。

  从表1中可以看出,对于凹印来说,使用水墨所要缴纳的VOCs排污费要比溶剂墨少40%。对于还没有安装VOCs治理系统的烟包印刷设计企业,使用水墨不但能够满足烟包产品的安全卫生指标要求,还能减轻环境压力,减少排放收费。

  2.根据企业的工艺和设备特点,选择合理的VOCs治理方案

  目前,VOCs治理技术主要有吸附-冷凝技术、吸附-燃烧技术、光催化-低温等离子体技术等方法。这些方法各有优缺点,印刷设计企业在选择时首先要考虑各自的工艺和设备特点,选择与各自工艺和设备特点相适应、满足公司后期发展需要、运行成本低最好能产生一定经济效益,且能够达到VOCs排放标准要求的治理方案,从而实现达标排放。

  如以醇溶性油墨或水墨为主的烟包印刷设计企业(凹印),排放废气的主要成分是醇类和水蒸气,成分较为单一,可以考虑选用吸附-冷凝技术,再通过脱水处理,得到的溶剂以醇类(乙醇)为主,能够进行重复利用,实现投资收益。当然,如果排放废气中有机溶剂含量较高,可选用吸附燃烧技术,并充分利用燃烧热量,也是比较理想的治理方案。上海某烟包印刷设计企业选择了后者,图2为其安装的VOCs末端治理系统。

  总之,烟包印刷设计企业要想同时实现产品质量安全和VOCs排放达标,一是要配置专业检测设备和检测人员;二是凹印工艺要转换油墨体系;三是要购置VOCs治理系统,从多方面入手,综合考虑,有序实施整改和治理。虽然前路困难重重,但我们仍要坚定信念和希望,撸起袖子加油干,甩开膀子向前冲,创造更加美好的明天。