降低烟包苯残留量成品处理工艺研究

黄裕

随着社会的进步以及人们消费理念的转变，消费品的安全性、卫生性和环保性日益受到全社会的广泛关注。同样，烟用包装材料的安全性也备受烟草行业关注。烟用包装材料在印刷过程中需使用大量有机溶剂（即挥发性有机化合物，VOCs），一旦其中残留的VOCs过量，就会直接影响卷烟产品的质量，甚至影响消费者的健康。

为有效控制卷烟条与盒包装纸中VOCs的残留，维护消费者利益，国家烟草专卖局制定了YC/T 207-2006《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定 顶空-气相色谱法》（虽然目前已经更新为YC/T 207-2014《烟用纸张中溶剂残留的测定 顶空-气相色谱/质谱联用法》，但对于苯的限量的检出限没有变化，仍是0.007mg/m2，因此本文基于YC/T 207-2006提出的实验方案依然有效）和YC 263-2008《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》两项烟草行业标准，分别规定了苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、正丁醇、丙二醇甲醚、乙酸正丙酯、4-甲基-2-戊酮、乙酸正丁酯、环己酮16项指标的检测方法和限量标准。其中规定苯的限量为不得检出，既此项为否决项。

这两项标准的实施对烟包印刷企业的生产工艺控制、材料控制及产品质量控制都带来了巨大挑战，卷烟条与盒包装纸中苯残留量的控制成为烟包印刷企业的控制重点。

控制思路

1.源头控制

（1）油墨

早在2005年，我公司就已经停止对苯及苯系溶剂的使用和采购，同时于2007年11月向原辅材料供应商宣贯这两项标准并提出相应要求，尤其对16项指标中的否决项——苯，提出了不得使用和不得检出的要求。

（2）纸张

根据厦门烟草工业有限责任公司的反馈数据，针对转移镀铝卡纸类产品进行各项原辅材料的排查摸底工作，苯依然为重点排查指标。

（3）检测时存在的问题

①YC/T 207-2006《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定 顶空-气相色谱法》适用于卷烟条与盒包装纸，即成品的检测。标准规定苯的检出限为0.007mg/m2。考虑到多色叠印，检测仪器的检出限应低于0.007mg/m2才合理，这就对仪器的配备提出了更高要求。

②检测方法的确定。目前检测方法主要有直接检测和刮样检测两种。直接检测的好处在于能直接反映原辅材料中苯的实际含量，但由于油墨成分复杂，在后期数据处理时有一定的难度和误判风险；刮样检测的好处在于可与成品检测同时进行，后期数据处理方便快捷，但问题在于较难保证制样过程的一致性，即油墨涂布面积、墨层厚度、制样时间等条件无法保持一致，这样会加大检测结果的误差。

2.印刷过程控制

在烟包凹印过程中，油墨的干燥方式主要有挥发干燥和渗透干燥两种。渗透干燥不利于烟包苯残留量的降低。而提高印刷烘干温度，加大抽风量，虽然可以增加挥发干燥减少渗透干燥，但油墨初干太快会给墨层的附着力带来负面影响，还会对产品的耐折性、印刷套准、网点再现带来不利影响。

3.成品处理

从上述分析可见，源头控制和过程控制目前仍存在一定局限，因此成品处理环节就显得非常重要。建立切实有效的成品处理工艺，以降低产品的苯残留量，在原辅材料或产品质量出现异常波动时（如原辅材料或生产过程受到外因污染的情况下），能化被动为主动，顺利地向客户交付符合质量要求的产品。

实验方案

1.实验条件

（1）烘干温度：烘干温度太低不利于产品中苯的逸出，烘干温度太高则容易导致产品变形，因此选择35～40℃为宜。

（2）烘干时间：要求温度能均匀传递至各部位产品。综合考虑各方面因素，最终将烘干时间设定为10小时。

（3）通风时间：经实验发现，要使产品温度均匀降至常温需2小时，因此将通风时间设定为2小时。通风设备采用3台工业风扇。

2.实验样本及样本数量

实验样本选择工艺最复杂的产品A（转移镀铝卡纸+4色大面积叠印+2色UV油墨印刷）条盒和小盒，样本数量分别为条盒12万张、小盒60万张。

3.检测仪器

检测仪器采用Agilent 7697A-7890A顶空-气相色谱仪，标准规定的苯检出限为0.007mg/m2，而仪器设定的苯检出限为0.003mg/m2，完全符合标准要求。

4.实验结果

如表1和表2所示，样本经过24小时（循环2次）处理后，苯残留量得到大幅下降，但仍会出现不合格品。而将处理时间延长至48小时（循环4次）后，样本合格率提高至100%。

批量测试

为进一步验证实验方案的可行性，还需建立专用的通风处理间，进行批量测试。

1.生产条件

批量测试的生产条件与实验条件基本一致，只是将通风设备更换为轴流风机，处理时间调整为48小时。

2.测试样本及样本数量

测试样本仍采用产品A条盒和小盒，样本数量分别为条盒100万张、小盒500万张。

3.检测仪器

同实验方案所用。

4.测试结果

如表3和表4所示，虽然产品苯残留量的合格率达到100%，但平均值为0.006mg/m2，离检出限0.007mg/m2太近，风险太高。为此，对原有生产条件进行了改善。

5.改善方法及测试结果

由于原有生产条件的烘干效果基本能够满足设计要求，达到了均匀加温的效果，温度已无提升空间，而如果再次延长处理时间，则会加重生产瓶颈，因此最终我们选择对通风条件进行改善，将原有3台轴流风机增加至6台。

通风条件改善后的测试结果如表5和表6所示，可见，产品A的苯残留量有所下降，大大降低了检出不合格的风险。

6.在其他产品上的应用

如表7所示，这种降低苯残留量的成品处理工艺亦可适用于其他烟包产品，因此具有比较广泛的适用性。

经生产测试，采用成品处理工艺降低烟包苯残留量已经达到预期目标。成品处理工艺作为一种保障性措施，具有一定的可行性与可控性。然而，如果印刷企业产能扩大，仅靠此工艺来保证产品质量会造成一定的生产瓶颈。因此，希望随着上游工业水平的不断提高，能早日实现全面的源头控制。