永利402com官方网站 包装材料 当柔印接纳1∶2的油墨与溶剂比例时,以柔印工艺的平分耗墨量为每平方米7克计算

当柔印接纳1∶2的油墨与溶剂比例时,以柔印工艺的平分耗墨量为每平方米7克计算

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溶剂墨薄膜凹印工艺的有机溶剂排放量到底有多大?举一个案例说明:1台薄膜凹印机,印刷速度为300米/分钟,每天有效运转时间为20小时,薄膜幅宽为1米,每天的产量为36万平方米,以凹印工艺的平均耗墨量为7g/m2(注意:是湿墨,不是干墨)计算,需要消耗油墨约2.52吨。凹印过程中需要用溶剂调节油墨黏度,常规的比例为1∶2,具体的溶剂耗用量与企业现场管理水平有直接关系,姑且按按管理水平偏上企业的标准来计算,即油墨与有机溶剂的配比1∶1.5计算,则每天消耗2.52吨油墨的同时还需要消耗3.78吨溶剂。国内凹印油墨的固含量一般在30%左右,即油墨中70%为溶剂,按此比例计算,2.52吨油墨中的溶剂为1.76吨。两项相加后的溶剂消耗总量约为5.54吨,如果不加任何处理,这5.54吨溶剂除了少量残留在软包装产品上,以及少量以溶剂蒸汽的形态被操作工人吸入体内,绝大部分排放到大气中。也就是说,1台凹印机1天向大气排放5.54吨有机溶剂,这乍听起来似乎有点恐怖!

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对这个结论提出质疑的大有人在。当然,也会有对数据计算是否片面夸大的质疑,比如:印刷机车速、门幅,每天的工作时间、凹印的单位耗墨量等。这些看来属于细节,但归总后产生的疑问是:溶剂型凹印工艺的污染真有这么大吗?其实,案例中的产能在国内大中型软包装企业中并不突出,如果说300米/分钟的车速太高,可能是特指的进口凹印机,对软包装业没有典型意义。那我们采用国产凹印机,速度250米/分钟,门幅采用软包装企业现在用得很多的1.2米,再说每天的生产时间,不论采用四班三运转,还是三班两运转,重视劳动力有效利用时间的企业很少还有一天仅20小时工作量的,吃饭时停人不停机,交接班不停机,有效印刷时间超22小时是很正常的。至于凹印的单位耗墨量,笔者在这里提出的是湿墨7g/m2,虽然有些企业要求的指标只有3~4g/m2,但这是指干墨而不是湿墨,如果按30%的固含量计算一下,就会发现湿墨远超7g/m2。这样的话,每天的印刷产能可达到39.6万平方米,耗墨量要大大超过2.52吨,凹印VOCs排放的数据可能更吓人。

一位专业人士以实际数据分析凹印工艺和柔印工艺在溶剂消耗量方面的区别,从这个计算过程,可以看出为何相比于凹印来说,柔印属于环保印刷工艺。

如果采用柔印工艺,其VOCs影响的程度又如何?同样以这个案例为例,由于柔印采用封闭式刮墨刀,不像凹印那样采用敞开式墨槽,因此生产现场的溶剂泄漏和挥发比凹印要小许多,生产过程中的溶剂添加当然也要少许多。按照生产统计数据,当凹印采用1∶2的油墨与溶剂比例时,柔印只要1∶1.5,现场管理水平好一点的企业基本只要1∶1。另外,柔印的墨膜较薄,单位耗墨量往往只有湿墨2g/m2。柔印在达到每天36万平方米产能时,耗墨量达到720kg。同样以柔印油墨30%固含量计算,油墨中的溶剂达504kg。加上必要的溶剂添加量720kg,总量为1.224吨。以柔印约1.22吨的VOCs排放同凹印的5.54吨相比,柔印确实无愧于环保工艺之美称,但这1.2吨溶剂毕竟还是排放到空气中,其危害性也不得不慎重评估。

1台凹印机运转1天的溶剂耗用量高达5.544吨

薄膜柔印的排放量还有一个佐证。笔者曾从事过国外柔印机的推广工作,在介绍其废气排放系统时接触到一个名词红外线LEL气体监控系统。为什么要监控排放气体?因为担心排放气体浓度过高引起爆炸,所以国外的柔印机制造商在排放系统上专门添加了便携式量筒等自动检测装置,一旦检测到气体浓度过高接近爆炸临界点,机器就会自动限速抑制有机溶剂排放量。可见,只要使用溶剂墨,即使号称环保的柔印的VOCs排放危害也是很严重的,连设备供应商也不得不考虑当气体浓度接近爆炸临界点时的干预措施。

凹印工艺的有机溶剂排放量到底有多大?举一个案例说明:1台薄膜凹印机,印刷速度300米/分钟,每天有效运转时间为20小时,薄膜幅宽1米,每天的产量为360000平方米,以凹印工艺的平均耗墨量为每平方米7克计算,需要消耗油墨2520000克,即2.52吨。
凹印过程中需要用溶剂调节油墨黏度,常规的比例为1∶2,即1千克油墨需要2千克溶剂,这既包括了添加在墨桶里的溶剂,也包括了清洗时所消耗的溶剂。
具体的溶剂耗用量与企业现场管理水平有直接关系,一般而言,企业管理水平高,溶剂耗用量小,反之则耗用量大。
如果我们按管理水平偏上企业的标准来计算,即比例为1∶1.5,那么,在消耗2.52吨油墨的同时还需要消耗3.78吨溶剂。
由于溶剂型凹印油墨的固含量普遍不高,按30%计算,则2.52吨油墨中70%是溶剂,即1.764吨。
这样算下来,1台凹印机运转1天的溶剂耗用量高达5.544吨。
这个数据并不是被刻意放大的。

目前采取的措施与面临的困境

这是因为:300米/分钟的印刷速度在凹印企业中并不是最高的,何况这些年来凹印界引进了不少进口高速凹印机;每天20小时的有效开机时间也不是最长的,大中型凹印企业在吃饭、换班时并不停机;每平方米耗墨量7克还算是可以的,一些损耗较大的凹印企业的单位耗墨量已远超这一数值,只是没有精确计算过而已;溶剂添加量按1∶1.5计算其实已经比较低了,一般管理水平的凹印企业差不多是1∶2。
而且,溶剂型凹印油墨的固含量按30%计算已经很高了,其实不少凹印油墨的固含量根本不到30%,换言之,1千克油墨中的溶剂含量更高。

目前我们采取的措施主要是通过活性炭吸附来回收气体状态的有机溶剂,回收气体的出路有二:一是作为热能利用的可燃性气体燃烧,二是将气体冷凝后转化为液体,再根据回收溶剂的特点决定是直接利用或进一步精馏。不论采用哪一种回收方式,都需要大量能源。软包装企业在决定是否投入溶剂回收装置时,设备投资的价格往往不是考虑的重点,该装置的日常运行费用,即能源消耗的开支,成了项目的首要考虑因素。

还可以用其他数据来从侧面证实:在一些已经关注环保的凹印企业,对大量排放的溶剂已经进行处理和回收利用,其创造的经济效益之大,已经成为构成企业利润的主要方面。
有行业人士曾对一家知名的方便面包装生产企业做过了解,该厂的产品处于软包装产业链的低端,年产值几个亿,但利润基本上就由溶剂回收利用所贡献,因此该企业一直非常重视溶剂回收装置的升级与改造,不断投资改换并升级溶剂回收装置。
以一斑窥全豹,这些有机溶剂若不加处理就直接排放,排放量将是多么巨大!

从已经投入运行的溶剂回收装置案例来看,最成功的是干法复合工艺的醋酸乙酯回收。干法复合使用的单一溶剂,回收的溶剂可以直接使用,使软包企业直接减少了醋酸乙酯的购买量,只要减去回收装置的运行成本,对产品利润空间的提升还是很有帮助的。困难的是印刷工序混合溶剂的回收。不论凹印或柔印,只要采用溶剂墨,就一定会采用混合溶剂。按目前溶剂回收装置的水平,得到的都是溶剂的各特性参数全被打乱的混合物,而不是直接可用的达到原设计指标的混合溶剂,因此必须进行精馏。但精馏需要技术、资金与能源,软包装企业无能为力,只能委托专业机构处理之后再买回来。一进一出,受损失的还是软包装企业。

永利402com官方网站 ,为何柔印工艺被列为环保工艺?

溶剂回收项目的成本困境,在现实中出现的后果有时是惨不忍睹的。过高的成本促使某些不良业者即使配置了在线溶剂回收装置,但也不常用,政府环保部门来检查了就用,不来检查就不用。在溶剂吸附单元前端设置的旁路检修通道,往往成了直接排污口。

如果这个案例换用柔印工艺会怎样?柔印墨膜较薄,而且溶剂型柔印油墨的颜料比例比凹印油墨要高将近1倍,固含量稍高些,也按30%计算,每平方米耗墨量一般为2克。
因为薄膜柔印机一般都采用卫星式结构,各印刷单元采用封闭式刮墨刀,墨桶中的油墨通过管道传输,完全不像凹印机的墨槽那样是敞开式的,因此溶剂的挥发量较小。
柔印油墨与溶剂的比例一般为1∶1,管理水平较高的企业甚至可达1∶0.7,为计算方便,此处按1∶1计算。
仍按上述生产条件,则1台柔印机运转1天的溶剂耗用量仅为1.224吨,是凹印工艺的22%。
怪不得同样使用溶剂型油墨,业内会将柔印列为环保工艺,而将凹印列为不环保工艺。
如果薄膜柔印使用的是水性油墨,又将是一个怎样的比较呢?结果可想而知。

其实国家这几年对VOCs排放问题抓得越来越紧了。要真正解决问题,必定要从治理污染源抓起。包装印刷业VOCs排放标准已经出台,这对包装印刷企业来说并不是好消息。如果企业没有相应的技术与物质准备,如何应对肯定是个大问题。旁门邪道是走不得了,现今的溶剂回收之路成本又太高,软包装企业究竟何去何从?这就成了绕不过去的大问题,不解决这个大问题,肯定会对国内软包装行业的发展造成严重障碍。

近10年来,凹印溶剂型油墨虽然已经去苯化,但无法去溶剂化。
历史与现实一再告诫我们,溶剂型凹印油墨必须用水性油墨来代替,虽然面临重重困难。

关键词:包装印刷VOCs

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