当前位置:首页 - 新闻列表 - 产品知识 - 水墨取代溶剂墨的路上还有薄膜水墨这只拦路虎!!!

水墨取代溶剂墨的路上还有薄膜水墨这只拦路虎!!!

文章来源: 发表时候:2019-05-08 点击量:

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!

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。

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。

面对日益突出的VOCs排放和综合治理问题,软包装业和油墨业必须着手解决油墨的去溶剂化问题,用水墨取代溶剂墨,这是凹印工艺从根本上解决环保问题的必由之路。

美国包装印刷业也有过相似的VOCs排放问题,超标准的VOCs排放在美国是要受重罚的,所以美国凹印厂少,柔印厂多;溶剂墨少,水墨多。水墨没有VOCs问题,用水墨替代溶剂墨,是一个不错的选择。在美国,不少薄膜类印刷品都使用水墨印刷,既保护了环境,又降低了成本,这一点值得我们中国同行好好学习。

当然,此处所指的水墨,是指符合国家环保总局2007年颁布的HJ/T 371-2007《环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨》环境标准的产品,即氨及其化合物含量≤3%、甲醇含量≤2%(凹印)或≤0.3%(柔印)、VOCs含量≤30%(凹印)或≤10%(柔印)的水墨。因此,水墨必须要筛选低氨含量、低VOCs含量的产品。

国内薄膜水墨研发推广面临的困境

水墨在国内的研发与推广其实还是很顺利的,真正遇到困难的是承印在薄膜上的水墨,不论是凹印还是柔印的薄膜水墨。凹印薄膜水墨没法解决印刷过程中的刀丝问题,没法解决高速印刷的干燥速度。柔印薄膜水墨遇到的问题更多些,一些号称成熟的水墨在应对用户的具体需求时没有明确的解决思路,改善方案无法满足用户的需求。

国外成熟的薄膜水墨因不能适应国内印刷界的高要求而搁浅,这同水墨供应商没有提供及时有效的技术服务是有关系的。因为这些企业在国内的技术人员既不了解被投诉产品的配方细节,也不了解印刷一线对水墨使用中的具体要求,所以只能用不痛不痒的“估计”、“可能”来敷衍,如此服务的结果使水墨在国内印刷市场处处碰壁,也就不足为奇了。国内的薄膜水墨研发力量比较薄弱,不少中小油墨企业可以仿制,但创新能力不强,因此搞了多年的薄膜水墨,效果并不好。

因此,国内薄膜水墨研发与推广遭遇的困境暴露出来了:由于技术力量薄弱,国内油墨业拿不出适合用户需求的产品,只能跟在国外油墨企业后面亦步亦趋;国外油墨业在国内市场销售的现有产品,由于国内技术服务人员的专业水平限制,无法将产品特点充分发挥出来,也无法根据国内用户的需求作有效改良,因此水墨的质量明显不如溶剂墨;掌握水墨高端技术的跨国油墨企业也不愿意马上就向中国市场提供我们需要的水墨产品,还想继续延长柔印溶剂墨的生命周期。这种由诸方面因素构成的困境,造成了国内软包装行业在VOCs排放方面的现状。

当我们承接了大量的国外凹印柔印订单,以国外用户满意的价格为他们提供精美包装的同时,却将大气污染留给了自己的祖国。当我们在赞美欧美国家的水清天蓝,在批评我们自己国家在环境保护各方面的不足时,我们必须清醒地知道,作为印刷人,我们也是有责任的。

薄膜水墨的突破口在哪里?

(1)油墨企业要重返产品研发的基础理论与基本技术的第一线。坦率地说,国内油墨企业很少有称职的技术研发部,更多的只是技术服务部,因为油墨的核心技术并不在自己手中。因此油墨企业技术部门在做好产品技术服务的同时,更要做好新产品的研发。油墨企业的技术人员在实际的技术服务过程中已经积累了许多宝贵的有价值的经验,而这些经验在解决薄膜水墨配方过程中一定是有借鉴作用的。例如,在调节水墨干燥速度时,我们已经知道固含量的提升有助于水墨初干长度的缩短,所以作为一种辅助措施,适当提高水墨的固含量将有助于加快水墨的干燥。固含量的提升将使水墨黏度提升,这在凹印工艺中会影响到油墨的转移,但在柔印工艺中,尤其是采用着墨辊加逆向刮刀结构的柔印转印单元,只要水墨黏度不高于柔印UV油墨的黏度,这种辅助措施就完全可以利用。

(2)发挥国内专业院校与技术院所的科研领头作用,将实验室成果尽快释放出来,将先进技术转化为市场应用。以水墨的全乳液结构为例,目前不少凹印水墨还处于水性溶液与水性乳液共混结构,水性溶液承担颜料的分散与捏合,形成色浆,而水性乳液充当成膜树脂,支撑水墨的整个物理性能。共混结构的特点是易操作,但其缺陷是必须注意溶液与乳液的共溶性,若共溶性出现问题,必然会引发水墨树脂的重新凝聚。这种有可能重新凝聚的树脂体系若应用于凹印工艺,必然会引起刀丝。然而现在的水墨新技术常采用全乳液结构,避免了溶液与乳液配合不当的困难,为凹印刀丝的彻底解决提供了有效办法。只是全乳液结构需要解决颜料的有效分散问题,使其达到溶液型色浆的程度,这个技术在实验室中已解决,应快速转化并推向市场,形成适当的生产规模,形成新的生产力。

(3)跟随着高速发展的房产市场同步发展的水性涂料市场,其水性树脂的选择与制造可以作为水墨市场选择合适树脂的借鉴。涂料与油墨本质上是相通的,因此国内水墨制造业应该也可以从水性涂料业取得经验。

(4)油墨企业必须同印刷企业共同协作,也必须同印机企业共同协作,各行业利用自己之所长,弥补对方之不足,拿出适合市场需求的产品来。比如,普通凹印机在使用水墨时因改善干燥性能需要加长烘道,或提高干燥温度,这些都需要设备的改造;但烘干性能提高以后,在印刷薄膜时会增加薄膜受热变形的概率,影响套印精度,这又需要改善伺服驱动的补偿。

印版革新对水墨的应用也有帮助,干燥速度跟不上,就需要墨层减薄,传统凹版网点的二维特点又限制了网点深度的改善,此时采用腐蚀工艺的新科网点在提高这方面的控制精度就有帮助。近期,国内最大的凹版制作公司引进了国外最新的新科网点技术,对提高凹印的干燥性能以适应水墨的应用,应该是有效果的。

 

(5)用市场的倒逼来推动薄膜水墨的研发与推广,对包装印刷业的VOCs污染一定要用重典,下猛药。笔者前段时间在接到征求上海地方环保标准意见时,相关协会领导的忠告是:一定要好好考虑,不然的话会影响一大批包装印刷企业。领导的出发点是考虑到现状的不足,希望照顾一些行业中的弱小企业,但凭心而论,若照顾了这么多不达标的企业,谁来照顾我们的生存大环境呢?当然,重典一定要有合理性,在维护重典上一定要有严肃性。广东省当年制定了DB44/815-2010标准,但效果不明显,我们是否应该从中吸取一些经验与教训?