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，短時間內(nèi)人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重時會出現(xiàn)抽搐、昏迷，并會傷害到人的肝臟、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)保是社會發(fā)展永恒的主題，隨著人們生活水平和消費理念的不斷提升，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)化合物會造成印刷品完工后依然具有氣味及毒性，特別是會對所包裝的食品、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，甚至危害消費者的身體健康。類似的報導(dǎo)在中中央電視臺《每周質(zhì)量報告》中屢見不鮮，據(jù)相關(guān)調(diào)查報道顯示，食品的包裝袋目前有近五成存在苯殘留等問題。

因此，包裝印刷材料有機(jī)化合物含量的控制，已是涉及廣大消費者的切身利益問題。而實施“包裝印刷VOCs廢氣治理技術(shù)研究”項目對滿足客戶的標(biāo)準(zhǔn)要求、對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、對企業(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（含兩個）以上的區(qū)或室，每個蓄熱室依次經(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。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用達(dá)33%～50%。反應(yīng)后，揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無毒的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)凈化回收有價值低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物，對于濃度較高的廢氣，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)物都對人體有害，因此對其在空氣中的含量要求都很嚴(yán)格，根據(jù)國家相關(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為單位來計量。

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

4 印刷廢棄物的無污染處理系統(tǒng)設(shè)計研究

印刷是一種高污染生產(chǎn)過程，隨著工藝技術(shù)的不斷提高，相對傳統(tǒng)印刷已經(jīng)有了明顯改善。對于原材料的環(huán)?；M(jìn)程不斷加快，而對于印刷過程中產(chǎn)生的“三廢”仍然是印刷廠需繼續(xù)研究解決的課題。本項目主旨在于對我廠在印刷過程中產(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)的同時對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，針對不同的油墨類型，印刷工藝對印刷品VOCs 含量的影響，摸索出針對不同油墨類型，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所衍生VOCs 的種類，含量變化規(guī)律。重點研究內(nèi)容包括：

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

②不同光引發(fā)劑類型油墨對衍生VOCs 的影響。通過對以上內(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)品時嚴(yán)格控制VOCs 的含量；對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行了清潔整理；對于采樣制樣的過程制定嚴(yán)格的流程要求；同時，通過邀請專家上門培訓(xùn)，對色譜工作站檢測曲線制作、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、檢測方法等進(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。

通過多方面試驗研究，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）檢驗規(guī)定》、《揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）取樣制樣操作規(guī)程》。同時，通過UV膠印成品多次固化試驗，得出UV 膠印成品殘留與時間的關(guān)系。

通過試驗，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 天時間，而出廠到送達(dá)客戶又有一段時間，各類UV 型油墨出廠檢測“苯”殘留只要小于0.01mg/m2，印刷時半成品苯殘留小于0.013mg/m2，成品到煙廠后檢測基本能符合國家煙草局標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗中我們還發(fā)現(xiàn)UV 印刷承印物的不同，苯殘留的產(chǎn)生會有較大差異，白卡紙與鐳射紙在相同條件下，苯殘留會高0.01mg/m2左右。這是由于兩種紙張對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結(jié)果

表3 UV 膠印成品殘留與時間的關(guān)系