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凹印煙包VOC殘留檢測

http://www.lilymd.com    時間:2011年6月24日    關注數:406 次

摘要:通過建立原材料數據庫愛克發,摸清煙包生產過程中的VOC變化規律,建立一套適合各類原材料的VOC限量標準體系,才能做到從源頭上控制VOC,保證原材料滿足使用要求。

煙包的環保要求日益提高,煙包揮發性有機化合物(VOC)殘留問題成為行業關注的焦點。《卷煙條與盒包裝紙中揮發性有機化合物的限量》標準正式實施兩年來,VOC控制始終是煙包印刷企業日常生產工作的重中之重,各煙包印刷企業對此投入了巨大的人力、物力。2009年以來,各企業產品中的VOC基本處于穩定可控狀態,合格率較以前大幅提高數碼印刷,但筆者了解到,部分中煙公司在原有VOC限量標準的基礎上又提高了要求,因此長期來看,煙包印刷企業對VOC控制工作需要持久關注。凹印煙包較其他印刷方式生產的煙包的VOC控制工作更復雜,在此流程,筆者針對凹印煙包VOC的檢測與控制談一下自己的淺見。

    凹印煙包VOC殘留原因分析
    
凹印煙包VOC殘留的原因是多種多樣的,但其來源都是印刷生產過程中所使用的各類原材料以及生產環境和存儲環境中存在的VOC。凹印煙包生產過程中使用的原材料主要有紙張、油墨和溶劑、電化鋁等三大類,其中所含有的VOC是凹印煙包VOC殘留的主要來源。印刷市場
    1.
紙張
    
煙包凹印生產中使用的紙張主要有白卡紙、灰底白卡紙、銅版紙、轉移紙、復合紙等,這些紙張在生產過程中所使用的化學材料導致其有一定量的VOC殘留。具體來說,紙張在制漿、打漿、加填充料過程中都會存在VOC整合,其中又以廣泛使用的膠料中含有的VOC為主;以白卡紙為基紙生產轉移紙、復合紙時,所選用的黏合劑中也含有VOC;此外,一些紙張的背涂工藝同樣會有VOC產生。愛克發
    
情況如下:白卡紙、灰底白卡紙及銅版紙主要含有丙酮、丁酮、乙酸正丁酯、甲苯、二甲苯、乙苯;轉移紙及復合紙主要含有異丙醇、丙酮、乙酸正丁酯、甲苯、二甲苯、乙苯、環已酮,有時有苯檢出。
    2.
油墨和溶劑
    
據我公司的經驗,凹印油墨及溶劑中所含的揮發性有機化合物是凹印煙包VOC殘留的最主要來源。目前印刷市場,凹印油墨有溶劑型油墨、水性油墨等多個種類,這里只介紹最常用的溶劑型凹印油墨的VOC含有情況。
    
溶劑型凹印油墨的連結料主要由樹脂與有機溶劑互溶構成,干燥過程中絕大部分溶劑可以揮發掉,但仍有部分VOC殘留在煙包中,如乙醇、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙二醇甲醚、二甲苯、乙苯等印后設備,特別是一些高沸點的溶劑更容易殘留。愛克發
    
以下3個方面:其一,溶劑是溶劑型凹印油墨的主要成分之一,約占50%,其作用是分散顏料、溶解樹脂和助劑、提高和改善油墨的流動和轉移性能;其二,溶劑型凹印油墨具有黏度低、揮發性強的特點出版印刷,容易受到印刷速度、干燥系統的效率以及車間環境等因素的影響,因此需要機臺人員根據實際情況頻繁地向油墨中添加適當和適量的溶劑,以維持油墨性能的穩定;其三,機臺人員在清潔設備時,一般以溶劑作為清潔劑。
    
煙包印刷用溶劑型凹印油墨中使用的溶劑基本上都是醇酯混合溶劑當納利,其揮發速度對凹印煙包VOC殘留的影響最大,過多地使用慢干溶劑或混合溶劑中含有較多的高沸點組分時,都會造成嚴重的VOC殘留。
    3.
電化鋁
   
電化鋁的生產過程中不可避免地會用到溶劑,因此電化鋁中的VOC殘留也會影響成品煙包的VOC含量。電化鋁中的VOC殘留主要有苯、甲苯、丙酮、丁酮、乙酸正丁酯、環己酮等。但因一般煙包產品燙印面積較小,且燙印過程中溫度較高展會,電化鋁對凹印煙包VOC殘留的影響相對紙張、油墨和溶劑來說較小。
    4.
工藝特點
    
凹印煙包多采用大面積實地印刷,且墨層較厚,所以比較容易出現VOC總殘留量較大的情況,但隨著放置時間的延長,VOC殘留量會迅速降低測評,凹印煙包一般不會含苯。顯影
     
通過烘箱烘干煙包,煙包烘干后,油墨中殘留的大部分VOC已經揮發掉,只殘留一小部分。干燥環節是減少煙包VOC殘留量的重要手段,若干燥系統的干燥效率不高愛克發,導致油墨干燥不良,煙包的VOC殘留量就會增大。干燥系統的干燥效率由烘箱的長度、風量、風溫共同決定,設置時可以通過提高風量、風溫來提高干燥效率,但值得注意的是在墨層較厚時,這樣做也可能會造成墨層表面迅速干結供水/潤版,從而阻礙油墨內層VOC的逸出,導致煙包的VOC殘留量增大。

凹印煙包VOC殘留檢測
    
準確檢測凹印煙包VOC殘留量是做好VOC控制工作的前提和基礎活動,控制措施的制定來源于準確的檢測數據,控制的程度和成效要通過準確的檢測數據來測算。化妝品包裝
    
卷煙條與盒包裝紙中揮發性有機化合物的測定 
    
頂空-氣相色譜法》是采用頂空-氣相色譜法(HS-GC)來檢測煙包的VOC含量,通過保留時間定性,外標法定量,該方法最大的優點是不需要對樣品進行復雜的預處理機構/組織,直接取其頂空氣體進行分析,簡便、快速。檢測設備由頂空儀和氣相色譜儀組成,常用的是安捷倫G1888A/7694E頂空儀和安捷倫6890/7890氣相色譜儀(配備FID檢測器)。
    
為了得到準確的檢測結果,檢測中要注意以下事項。
    1.
儀器改裝
    
必須對檢測儀器進行改裝(強制性),主要改動如下:
    
將定量環體積改為3ml(安捷倫頂空氣相色譜儀的標準配置為1ml定量環);
    
對檢測儀器的氣路按標準進行改裝連線加工,可大幅提高檢測靈敏度。
    2.色譜條件
    
外標法定量時,色譜條件即分析條件必須嚴格重現,特別是進樣量要求等體積、準確量進樣。如果測定未知物和測定工作曲線時的分析條件有所不同,就會導致較大的定量誤差。因此,必須使用帶有自動頂空進樣器和EPC的氣相色譜儀標簽,嚴格按照國家標準要求設置頂空-氣相色譜儀的分析條件,保證進樣的準確性和進樣的組成與樣品瓶中的組成一致,從而保證檢測結果的穩定性。套印
    3.
標液配制
    
配制標液應在獨立的制樣間進行,操作應在實驗室條件下(室溫低于25)進行,必須關閉門窗及通風櫥科雷,不能通風,盡量減少空氣的流動,以減少VOC的揮發對檢測結果造成的影響。為了保障檢測人員的身體健康,要求檢測人員佩戴防毒面具。制樣完成后,應打開通風櫥分色,將揮發出的VOC排出制樣間,減少對待測樣品的影響和對人體的傷害。曼羅蘭遵循以下原則:先稱量揮發性較弱的標準物質,而后稱量揮發性較強的物質,最后稱量毒性較強、稱量最少的苯系物。
    
由于稀釋劑(基質校正劑)三醋酸甘油酯的黏度較大,殘留嚴重DTP,采用50ml大移液管能夠有效減少相對誤差。
    
標液應放置在冰箱中-18溫度下保存。
    
需要注意的是,各煙包印刷企業自行配制標液困難較多,質量上也難以保障,筆者建議從鄭州煙草研究院標準化中心購買標液。
    4.
標準曲線制作
    
標準曲線的制作是外標法準確定量的關鍵所在,制作的好壞直接關系到定量分析的準確度。
    
每級標液應重復測定2次整合,取平均值。
    
工作曲線必須強制過原點。
    
各目標化合物的標準曲線相關線性要達到0.999以上。
    
為加強苯系物等低含量VOC成分檢測結果的準確性,筆者建議檢測此類物質時的標準曲線只采用35級標液,舍棄濃度高的12級標液。
    
標準曲線需要定期校正,發現有較大誤差應重新制作標準曲線。
    5.
試樣抽取
    
因凹印煙包一般VOC殘留量較大,且揮發很快人民幣,為保證檢測結果準確,取樣時須快速抽取2030張放入密封袋中。橡膠制品
    6.
試樣制備
   
制樣應在常溫、常壓下進行,并盡量保證低溫、低濕、低風速。
    
制樣要求快速準確,確保樣品不受污染。
    
每個樣品要制備兩個平行樣。
    
實驗室內不能擺放相關VOC溶劑,避免污染樣品。
    
試樣裁剪區必須涵蓋煙包的主印刷面。
    
試樣不要卷得太緊雅昌,保證能將頂空瓶中間位置空出,防止損壞進樣針。
    7.
結果計算
    
每個試樣必須同時測定兩個平行樣,平行樣結果之差大于10%時應重新檢測。
    
對具有同分異構體的丙二醇甲醚和二甲苯應合并計算。

8.檢測儀器的維護
    
定期對檢測儀器進行維護保養海德堡,使儀器處于最佳狀態,這是準確檢測的可靠保證。
   
1氣體純度會影響到FID(氣相色譜分析中常用的氫火焰檢測器)的靈敏度和穩定性,購買鋼瓶氣一定要選用純度在99.999%以上的高純氣體,因為煙包VOC檢測是針對揮發性物質的,所以特別要求檢測時使用的氣體要經過脫油處理。需要特別指出的是經營管理,使用鋼瓶氣要注意安全,換氣后必須進行檢漏。特種印刷后,重新檢測前必須老化色譜柱。
   
2)樣品會對色譜柱和定量環造成一定的污染,色譜柱可以通過老化處理解決這一問題,但定量環無法進行老化處理RIP,一旦污染嚴重,只能拆下清洗,操作復雜。對此,筆者建議每檢測30個樣品左右后,做兩個純凈水試樣來清洗定量環科印報告,效果較其他溶劑清洗要好。
   
3建立所有易損件、易耗品的檔案,保證檢測儀器的正常運行。
    
另外,需要指出的是采用氣相色譜法檢測,定性和定量能力不足,有時難以準確檢測Adobe,主要表現如下。
    
由于氣相色譜法采用保留時間定性,這就會存在不同化合物具有相同的保留時間而同時出峰的可能。筆者曾經遇到過經氣相色譜儀檢測某產品含苯量很高,但經氣質聯用儀判定后,發現苯含量并不高的情況。
    
由于外標法采用峰面積定量,而氣相色譜法分析經常會出現色譜圖上兩個峰分不開設備操作,無法做到準確定量。雖然FID的靈敏度高于MS(質譜),但有時定量反而不如MS
    
因此,為提高檢測結果的準確性,筆者建議最好采用氣質聯用儀進行檢測。

    凹印煙包VOC殘留控制覆膜
    
1.采用合理的溶劑配比
    
煙包凹印過程中使用的各種溶劑的揮發速度各不相同,它們之間以不同比例組合而成的混合溶劑也就具有不同的揮發速度拼版,且混合溶劑的揮發速度并不是各種溶劑揮發速度的平均值。我們應利用這一特點,通過不同種類、不同比例的溶劑組合,調整油墨中溶劑的揮發速度,減少VOC殘留。防偽印刷
    
避免和減少使用丙二醇甲醚等慢干溶劑。因為慢干溶劑的沸點高(沸點在140以上),經過烘道烘干后通常其也無法充分揮發標簽,易殘留在墨層中。此外,還應盡量使用限量較高的乙醇、乙酸正丙酯等溶劑。
    
2.加強原材料的控制
    
加強原材料的控制應是控制煙包VOC殘留的重中之重。為此,煙包印刷企業應做好以下工作。
    
建立原材料VOC企業標準。現行的《卷煙條與盒包裝紙中揮發性有機化合物的限量》標準與測定方法只適用于煙包成品,而對煙包印刷企業所用的原材料(如紙張、油墨、溶劑、電化鋁等)沒有明確的VOC限量標準和檢測方法。因此,通過建立原材料數據庫愛克發,摸清煙包生產過程中的VOC變化規律,建立一套適合各類原材料的VOC限量標準體系,才能做到從源頭上控制VOC,保證原材料滿足使用要求。
    
加強原材料的入庫VOC檢測。由質檢部門對入庫材料嚴格按企業標準進行VOC檢測,做到批批檢測高寶,同時要求檢測人員加強責任心,嚴格按標準取樣、制樣、檢測,認真分析數據,杜絕誤判漏判,嚴把進貨關樂凱二膠,拒不合格品于公司之外。
    
加強原材料使用監控。對各類原材料特別是緊急情況下放行的不合格原材料的上機使用情況進行全程監控,詳細了解、記錄、檢測數據,進行綜合分析。軟件
    
3.全過程監控
    
做好凹印煙包VOC控制,需要從煙包投入生產至煙包成品出廠全過程進行全面監控,即對不同環節的煙包產品進行檢測和監控。
     
  產品檢測應放在生產、包裝和倉儲的全過程印后設備,但重點應放在生產環節,對正在生產的煙包產品進行抽樣檢測的目的是為了及時發現問題并進行處理。應對上述3個環節所做的檢測結果進行數據分析,建立相應的數據資料便于查索,以掌握煙包VOC的含量變化情況,建立各種煙包產品不同環節所對應的VOC含量圖企業,使整個過程的煙包VOC控制清晰有效。對于生產環節檢測超標、但經過檢驗包裝及倉儲環節后合格的煙包產品,要清楚掌握其印刷時可允許的最大超標限值,以便有效地控制煙包的最終VOC殘留量。噴墨印刷包的色序、工序進行逐一排查,對查出超標或容易超標的色序、工序進行重點改進和監控。
    
4.存儲環境和時間
    
合理規劃存儲環境。對半成品、成品的擺放環境要進行清理和合理規劃,避免相互影響及污染。
    
合理安排生產CTP,延長煙包存放時間。對不同儲存時間的凹印煙包進行VOC檢測實驗發現,其VOC含量隨時間的延長而減少。減少最明顯的時間段是:連線產品為110天,離線產品為17天。因此應合理安排生產,盡可能使煙包的存放時間超過10天,這樣有利于殘留VOC揮發柯尼卡美能達,使凹印煙包VOC達到指標要求。包裝安全者使用透氣性好的塑料袋包裝凹印煙包,也有利于凹印煙包殘留VOC的揮發。
    
5.使用水性油墨
    
使用水性油墨不但可以有效降低凹印煙包的VOC殘留量,還可以改善印刷環境和安全狀況。柔印的,在準確檢測的基礎上如何做到有效控制,不同的印刷企業采用的方法也是不同的。筆者認為包裝容器,因各家企業產品、工藝等條件不同,凹印煙包的VOC控制工作沒有最好的方法,只有最適合自己的方法,只有建立在企業自身生產特點基礎上的控制方法才是最合理有效的。

(來自:合肥德福)


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