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环保油墨在绿色烟包中的应用研究分析

2021-11-30

皮革制作与环保科技 2021年2期
关键词:烟包水性卷烟

孙 慧

(南京金升华包装材料有限公司,江苏 南京 210000)

烟叶税收是国家重要税源,在一定程度上使卷烟包装印刷业长期占据半壁江山。在我国烟包的主流印刷工艺中,凹版印刷是最重要的一项,其以满足大规模、稳定、连续生产的需要为主,同时满足烟包外观颜色的稳定性和均匀性。近年来,印刷企业越来越重视“绿色”环保,随着环保要求的提高,人们对生活质量的要求也在提高,迫使卷烟包装企业转型[1]。所以研究环保油墨对绿色包装产业的健康发展具有重要意义。

1 环保油墨在绿色烟包中的应用概况

80年代初期,复合材料包装色彩在我国得到了发展。包装印花自日本引进以来,其色彩的应用越来越广泛。当时我国复合油墨的使用主要来自国外。直到1985年,中国的复合包装印刷品才实现国产化。经过三十多年的不断发展,复合油墨材料也由最初以氯化聚烯烃树脂为基材,发展到以氯化共聚树脂为基材。这种改变虽然在一定程度上降低了油墨的毒性,但溶剂残留量明显增加。为了解决这个问题,工业上开始采用聚氨酯树脂作为主要连接材料,完全放弃了苯基溶剂,从而实现了无苯的复合包装油墨(环保油墨)[2]。

水性油墨一般含有芳香族溶剂(甲苯、二甲苯)。使用芳香溶剂不仅对工人的健康有害,而且会蒸发出有机溶剂,污染空气;油墨进入包装材料,会污染药品、食品、香烟等;在干燥色层中易产生残留,因此芳香溶剂也是香烟包装中的一个重要问题。

减少包装印刷对环境的影响,保证消费者的人身安全,是包装印刷企业义不容辞的责任。随着人们生活水平的提高,对环保性油墨的需求量越来越大,出现了最耐蒸煮的复合油墨。复合油墨必须在120 ℃的温度下煮30分钟,以保持它的稳定性。为提高耐墨性和溶解性,可使用耐蒸煮的复合油墨,如聚氨酯树脂,氯乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂,丁醛树脂和纤维素树脂。随着材料技术的不断发展,水性复合油墨逐渐取代溶剂型复合油墨产品。

2 绿色烟包印刷的特点及内涵特征

2.1 烟包印刷的特点

凹印在包装印刷中得到了广泛的应用,实现了批量生产,满足了人们对包装质量的要求。油墨是卷烟印刷的重要原料,如何降低VOC排放,减少VOC污染,减少包装印刷对环境的影响,确保消费者的安全,是每一家卷烟包装企业义不容辞的责任。

随着低碳经济理念的深入,政府也加大了对纸烟企业的监管力度。到目前为止,国家制定了诸如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》、YC/ 263-2008《卷烟与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》等烟草工业标准,卷烟包装产品的VOC测定不合格,卷烟厂必须改进[3]。

2.2 绿色烟包印刷的内涵特征

随着低碳经济、循环经济的发展,绿色烟包印刷技术已成为可持续发展的重要手段。采用的绿色烟包印刷材料有利于人体健康,符合国家安全卫生标准。不同产品对卷烟包装材料的安全卫生要求各不相同,在整个生产过程中,原料提取、包装印刷、使用及废弃处理,必须保证卷烟包装材料不会对环境造成损害,尽量达到环保要求。降低能耗,最大限度地节约资源,最大限度地回收利用烟包印刷材料,凡具有以上特点的烟包印刷即可称为绿色烟包印刷。

3 在绿色烟包中的几种环保油墨

目前用于烟盒印刷的环保油墨主要有:水性油墨、UV油墨、水性UV油墨和紫外油墨。下面是各种环保油墨的种类及性能的简单介绍。

3.1 水性油墨

水性油墨是以水性丙烯酸树脂为粘合剂,以水和乙醇为溶剂,加入各种颜料、填料和助剂制成的。

用水性油墨印刷烟包有下列优点:印刷质量好,色彩明亮,网点完整;温度低,不易挥发,不易爆炸,有利于安全生产;打印机驱动程序易于清洁和使用;符合低碳经济理念,是未来的发展方向。

然而水性油墨在使用过程中存在着光泽度低,干燥慢,耐碱性差等问题,如何改善这些问题,是对水性油墨的使用提出的新的要求。

3.2 UV油墨

UV油墨是由预聚物、引发剂、颜料、单体、填料和各种添加剂组成。

UV油墨用于香烟的包装印刷,具有以下特性:加压干燥速度快,生产效率大幅提高;立即固化后不会粘上任何污物,从而降低上网速度;精确的点复制、良好的图形复制、产品性能稳定;在线操作,打印方式灵活;所有成分参与反应,无溶剂回避,对环境友好。虽然UV油墨具有广阔的发展前景,但作为一种新技术,它的成本普遍较高,贮存期短,部分原料硬化后会产生一定的异味,不利于颜色使用者[4]。

3.3 水性UV油墨

利用油墨和紫外油墨各自的优点,水性UV油墨取代了水性油墨中的溶剂和紫外油墨中的稀释剂,是一种新型的防色剂。包含了水性UV固化树脂、光引发剂、胺、颜料、填料和助剂。当前,水性UV油墨的市场占有率仍然偏低。适用于印刷聚氯乙烯,合成纸等纸张。但随着人们对低碳环保要求的提高,水性UV油墨将成为未来卷烟包装印刷的新力量。

3.4 UV磨砂油墨

为了降低卷烟包装的压力,提高包装的质量,增加收入,卷烟包装印刷业开始使用紫外线油墨。UV磨砂油墨中加入硅胶作为主要成分,使干燥压力有冰冻感。

UV磨砂油墨主要用于印制烟盒,是优质卷烟包装印刷中不可缺少的材料。烟箱印业使用环保油墨,是一个系统工程,也是一个长期的任务,必须从可持续发展的角度出发。

4 环保水性油墨的应用及注意事项

4.1 环保水性油墨的组成及优点

当前,用于卷烟包装印刷的环保油墨主要有:水性油墨、紫外油墨。下面简单介绍一下水性油墨。

环保水性油墨的出现,给印刷“绿色”香烟带来了一线曙光。50年代末期,水性油墨首次出现。原水油墨以碳粉、食油、涤纶钠等为胶粘剂,用于一般书刊、杂志等低级印刷。随着现代技术在材料领域的应用,聚酯酸二氢钠的合成工艺获得了成功,成为水性油墨中最重要的粘合剂,基本满足了当时的压力要求。随着空气污染问题日益严重,引发世界各国的高度重视。为解决日益严重的空气污染问题,研究者们研制了一种水基油墨,用苯丙共聚树脂作为粘结剂,这是传统深色印刷的先驱[5]。

水性油墨与溶剂油墨的主要区别在于其所用溶剂为水,而非有机溶剂,从而大大降低了VOC的生成。水性油墨避免了空气污染、不影响人体健康、不易燃烧、色泽稳定、色彩亮丽、无腐蚀性、操作方便、价格实惠、印花后附着力好、耐水性强、干燥迅速,特别适用于食品、饮料、医药的包装,以及对印刷材料有严格卫生要求的商品、食品、香烟等,被世界公认为环保印花材料,也是美国食品药品协会认可的印花油墨中唯一的印花颜色。

4.2 环保水性油墨在烟包印刷中的应用要求及注意事项

环保水性油墨无重金属、无VOC、无毒无味、不易燃、对人体无危害。环保水性油墨产品符合中国烟草总公司2008年发布的《卷烟纸箱包装VOCs排放限值》标准,并严格限制纸箱VOCs排放,既体现了对消费者的关心,又体现了社会责任。环保水性油墨使用时应注意以下几方面。

(1)干燥温度一般在90~100 ℃,风量设为最大,有利于挥发性水汽的快速排泄。适合打印机配置(如打印速度,印版厚度,干燥能力)。

(2)低压机采用不同的干燥设备,可将压速控制在80 m/s~180 m/s。

(3)因为水汽的沸点比有机溶剂的沸点高,所以在水性油墨中采用凹版油墨,使得版面厚度不同于现有溶剂型油墨,版面会促进水分蒸发,增加压力,避免水中毒。

(4)印刷粘度及pH值调整:推荐粘度采用16~18 s、pH值为7.5~8.5,这时印刷效果最好。油墨在使用前必须充分搅拌,以保证色度稳定,流动性好,根据印刷速度将相应的粘度调到进色口。打印时无需调整粘度,无需调墨,只需要加一点油墨。

(5)因水性油墨干燥后不溶于水,印刷时应使压盘处于动态或中途停止,以免堵塞。

5 水性环保油墨在绿色烟包中应用的意义

5.1 减少印刷品表面残留毒物

当前,人们越来越重视食品安全和容器包装的卫生安全。基于此,中国烟草学会于2008年发布了《关于烟盒及纸箱包装纸VOC限值的通知》,指出由于包装纸及包装印花中含有有害物质,而溶剂油墨在包装上很难达到食品卫生要求[6]。

5.2 减少资源消耗和降低成本

在印刷相同规格和数量的印刷品时,水性油墨使用量比一般溶剂油墨少约10%。印刷油墨要经常清洗,大量的有机溶剂清洗液要在溶剂油墨的使用压力下使用。就资源和成本而言,水性油墨更经济,更符合当今烟草行业倡导的节约的主题。

6 结论

2008年,国家烟草专卖局制定了烟架和纸盒包装材料挥发性有机化合物(VOCs)的标准,提高了印刷工业对油墨的环保要求,并着重发展水性油墨,以充分解决有机溶剂残留问题。环保是一种趋势,是印刷业永恒的主题。低气压水性涂料应用于烟包印刷是实现环保的重要途径,能有效减少丝类产品中挥发性有机物的排放,规范生产,使丝类行业朝着绿色环保低危害的方向发展。

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