龔立朋 聶文豪 陳其梅 龍 江

（貴州西牛王印務(wù)有限公司，貴州 貴陽(yáng)550007）

1 概述

揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）是任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，沸點(diǎn)等于或低于250℃的化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)居室中的VOCs 達(dá)到一定濃度時(shí)，短時(shí)間內(nèi)人們會(huì)感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)抽搐、昏迷，并會(huì)傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴(yán)重后果。

綠色環(huán)保是社會(huì)發(fā)展永恒的主題，隨著人們生活水平和消費(fèi)理念的不斷提升，印刷品的適用性和安全性受到廣泛關(guān)注。尤其是與食品相關(guān)的包裝印刷材料，殘留的揮發(fā)性有機(jī)化合物會(huì)造成印刷品完工后依然具有氣味及毒性，特別是會(huì)對(duì)所包裝的食品、藥物和化妝品等商品產(chǎn)生污染,不但影響食品的氣味或口味，甚至危害消費(fèi)者的身體健康。類似的報(bào)導(dǎo)在中中央電視臺(tái)《每周質(zhì)量報(bào)告》中屢見不鮮，據(jù)相關(guān)調(diào)查報(bào)道顯示，食品的包裝袋目前有近五成存在苯殘留等問(wèn)題。

因此，包裝印刷材料有機(jī)化合物含量的控制，已是涉及廣大消費(fèi)者的切身利益問(wèn)題。而實(shí)施“包裝印刷VOCs廢氣治理技術(shù)研究”項(xiàng)目對(duì)滿足客戶的標(biāo)準(zhǔn)要求、對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、對(duì)企業(yè)的增效都有著重要意義。

2 包裝印刷VOCs 廢氣蓄熱式催化燃燒技術(shù)研究

蓄熱式催化燃燒技術(shù)（簡(jiǎn)稱RCO）是將催化劑置于蓄熱材料的頂部，把有機(jī)廢氣加熱到一定溫度以上，使廢氣中的VOCs氧化分解成CO2和H2O。氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)特的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體升溫而“蓄熱”，此“蓄熱”用于頂熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)度氣，從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱體應(yīng)分成兩個(gè)（含兩個(gè)）以上的區(qū)或室，每個(gè)蓄熱室依次經(jīng)歷蓄熱- 放熱-清掃等程序，周而復(fù)始，連續(xù)工作。蓄熱室“放熱”后應(yīng)立即引人部分已處理合格的潔凈排氣對(duì)該蓄熱室進(jìn)行清掃（以保證VOCs 去除率在95%以上）清掃完成后進(jìn)入“蓄熱”程序，其熱回收率高達(dá)95%。RCO 系統(tǒng)性能優(yōu)良的關(guān)鍵是使用專用的、浸漬在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上的貴金屬或過(guò)渡金屬催化劑，氧化發(fā)生在250～500℃低溫，既降低了燃料消耗，又降低了設(shè)備造價(jià)。用RCO 取代催化氧化（CO）進(jìn)行有機(jī)廢氣的凈化處理，這樣可以降低操作費(fèi)用達(dá)33%～50%。反應(yīng)后，揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的CO2和H2O，從而使污染得到治理。

3 包裝印刷VOCs 廢氣吸附回收技術(shù)研究

用吸附技術(shù)凈化回收有價(jià)值低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物，對(duì)于濃度較高的廢氣，采取冷凝- 吸附的方技術(shù)，采用吸附技術(shù)凈化揮發(fā)性有機(jī)物可以達(dá)到相當(dāng)徹底的程度。由于大多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)物都對(duì)人體有害，因此對(duì)其在空氣中的含量要求都很嚴(yán)格，根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有的揮發(fā)性有機(jī)物的排放濃度甚至達(dá)到以μg/m3為單位來(lái)計(jì)量。

另外，在不使用深冷和高壓等手段的情況下，可有效地回收有價(jià)值的有機(jī)物組分。

4 印刷廢棄物的無(wú)污染處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

印刷是一種高污染生產(chǎn)過(guò)程，隨著工藝技術(shù)的不斷提高，相對(duì)傳統(tǒng)印刷已經(jīng)有了明顯改善。對(duì)于原材料的環(huán)?；M(jìn)程不斷加快，而對(duì)于印刷過(guò)程中產(chǎn)生的“三廢”仍然是印刷廠需繼續(xù)研究解決的課題。本項(xiàng)目主旨在于對(duì)我廠在印刷過(guò)程中產(chǎn)生的各種不利于環(huán)保要求的“三廢”進(jìn)行研究治理，以期在擴(kuò)大生產(chǎn)的同時(shí)對(duì)各種污染物的治理進(jìn)行有效的管控和治理。

5 不同印刷工藝對(duì)印刷品殘留有機(jī)化合物的影響研究

研究采用非反應(yīng)型材料，在不同印刷方式下，針對(duì)不同的油墨類型，印刷工藝對(duì)印刷品VOCs 含量的影響，摸索出針對(duì)不同油墨類型，降低印刷品VOCs 含量的最佳印刷工藝。其中凹印方式，需要研究溶劑型油墨，水性油墨向大類品種的印版深度，走紙速度，烘干溫度與風(fēng)量，印刷色序等工藝參數(shù)對(duì)印刷品VOCs含量的影響。凹印方式，還需要研究印刷網(wǎng)版線數(shù)、油墨粘度、走紙速度、烘干溫度等工藝。

6 膠印UV 油墨對(duì)衍生印刷品有機(jī)化合物種類的變化規(guī)律研究

采用膠印UV 光固化反應(yīng)性油墨，油墨配方與固化工藝對(duì)所衍生VOCs 的種類，含量變化規(guī)律。重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容包括：

①UV 光光強(qiáng)，到達(dá)墨層表面的光量，UV 光光譜波段對(duì)衍生VOCs 的影響。

②不同光引發(fā)劑類型油墨對(duì)衍生VOCs 的影響。通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的攻關(guān)，找到產(chǎn)生衍生VOCs 的途徑及影響因素。從而找到控制衍生VOCs 生成的方法。

7 研究結(jié)論

公司通過(guò)將VOCs 的控制要求延伸到供應(yīng)鏈的上游，要求供應(yīng)商在提供產(chǎn)品時(shí)嚴(yán)格控制VOCs 的含量；對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了清潔整理；對(duì)于采樣制樣的過(guò)程制定嚴(yán)格的流程要求；同時(shí)，通過(guò)邀請(qǐng)專家上門培訓(xùn)，對(duì)色譜工作站檢測(cè)曲線制作、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、檢測(cè)方法等進(jìn)行規(guī)范；與同行進(jìn)行交流等方式提高了印刷品VOCs 控制的穩(wěn)定性。

通過(guò)多方面試驗(yàn)研究，形成了一系列規(guī)范性文件，如《印刷材料VOC 限量標(biāo)準(zhǔn)》、《關(guān)于揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）檢驗(yàn)規(guī)定》、《揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）取樣制樣操作規(guī)程》。同時(shí)，通過(guò)UV膠印成品多次固化試驗(yàn)，得出UV 膠印成品殘留與時(shí)間的關(guān)系。

通過(guò)試驗(yàn)，在其他條件不能完全杜絕苯殘留產(chǎn)生，苯的殘留數(shù)據(jù)較低的情況下，可以采取自然揮發(fā)的手段達(dá)到達(dá)標(biāo)的目的：考慮到產(chǎn)品印刷完成到出廠一般情況下有2-3 天時(shí)間，而出廠到送達(dá)客戶又有一段時(shí)間，各類UV 型油墨出廠檢測(cè)“苯”殘留只要小于0.01mg/m2，印刷時(shí)半成品苯殘留小于0.013mg/m2，成品到煙廠后檢測(cè)基本能符合國(guó)家煙草局標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)中我們還發(fā)現(xiàn)UV 印刷承印物的不同，苯殘留的產(chǎn)生會(huì)有較大差異，白卡紙與鐳射紙?jiān)谙嗤瑮l件下，苯殘留會(huì)高0.01mg/m2左右。這是由于兩種紙張對(duì)紫外光吸收反射的不同造成的，鐳射表面較強(qiáng)的光反射造成油墨吸收較多的紫外能量，相當(dāng)于固化強(qiáng)度增加從而增大了苯殘留的產(chǎn)生量。

表2 UV 膠印成品多次固化試驗(yàn)結(jié)果

表3 UV 膠印成品殘留與時(shí)間的關(guān)系