烟包凹印水性油墨的研发改进与推广应用

时间:2016-12-02 17:03:14来源:科印网作者:刘丰杰
  3.干燥系统的改进

  干燥是凹印水性油墨印刷中的重要环节,除了与凹印水性油墨本身的干燥速度有关外,与印版网穴深浅、烘箱温度也有很大关系,一般纸张类凹印干燥时的热风温度应控制在80~110℃。此外,适当提高凹印机烘箱的通风量和加热功率,也可以改善凹印水性油墨的干燥效果。

  4.制版参数的改进

  凹版一般采用激光雕刻版或者电子雕刻版,原有溶剂型油墨的印版网穴深度一般在45~55μm,湿膜涂布量为6.0g/m2,但由于凹印水性油墨的干燥速度比溶剂型油墨慢,经过多次试验,可将印版网穴深度控制在35~40μm,湿膜涂布量为4.5g/m2,不仅能保证较好的印刷效果,同时还能兼顾油墨的流平效果与干燥效果,最终达到较快的印刷速度。

  烟包产品质量分析

  1.物理指标、色差与滑爽性

  烟包产品的物理指标主要取决于纸张的特性。采用溶剂型油墨与水性油墨生产的烟包产品,在物理指标方面差异不是很大,基本都能达到中烟公司的产品标准;在色差方面,凹印水性油墨在使用过程中没有溶剂挥发,且油墨流平均匀、色相稳定、色彩饱和度高;在滑爽性方面,由于凹印水性油墨中的水性树脂及连结料与溶剂型油墨不同,墨层干燥后滑爽性较好,有利于卷烟厂高速包装作业。

  表1所示是“泰山(红将军)”烟包采用凹印水性油墨与溶剂型油墨印刷时的主要质量指标

  对比。从表中可以看出,相比采用溶剂型油墨印刷的烟包产品,采用凹印水性油墨印刷的烟包产品色差小,且由于凹印水性油墨在使用过程中不易挥发,不需要频繁补充溶剂来维持油墨黏度的稳定,进一步保证了印品色差的稳定性;动摩擦系数对烟包产品的上机适用性具有较大的影响,动摩擦系数较小,说明凹印水性油墨烟包产品具有良好的滑爽性,更符合高速包装机的上机适用性要求。

  2.VOCs指标

  在“泰山(红将军)”烟包的7色凹印中,红色油墨和光油均为水性产品,根据“泰山(红将军)”烟包的成本分析,红色油墨与光油的使用量占油墨总使用量的30%,因此,凹印水性红墨能从根本上解决30%的VOCs排放问题。表2是根据烟草行业标准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》对“泰山(红将军)”烟包中有机化合物残留(VOCs指标)的检测结果,从凹印水性红墨与溶剂型红墨的对比来看,采用凹印水性红墨能明显改善烟包产品中有机化合物残留问题。

  通过对表2进行分析,笔者得出以下结论。

  (1)使用凹印水性红墨生产的“泰山(红将军)”烟包产品,乙醇残留量较高,其他VOCs指标均比溶剂型油墨低。

  (2)除乙醇外,“泰山(红将军)”凹印水性油墨烟包产品其他指标均比溶剂型油墨烟包产品低很多,但与“泰山(白将军)”凹印水性油墨烟包产品相比,却高出很多,这与两种烟包产品的油墨结构有关,超出部分主要来自“泰山(红将军)”烟包的两次珠光印刷。

  (3)下一步,研发并应用水性珠光油墨是从根本上解决“泰山(红将军)”烟包产品VOCs残留量超标的重要措施。

  效益分析

  1.经济效益

  凹印水性油墨的直接采购成本虽然较高,但是由于其使用水和乙醇作为溶剂,大量节省了乙酸正丙酯的使用量,综合使用成本有所降低。表3所示为1000大箱“泰山(红将军)”烟包小盒使用凹印水性红墨与溶剂型红墨的成本对比。通过对表3进行分析,可得以下结论。

  (1)相比溶剂型红墨,使用凹印水性红墨使得“泰山(红将军)”烟包的油墨综合成本降低了20.42%,按年产20万箱进行计算,可节约26.74万元的成本,加上配套的条盒,节约成本可达40.00万元。

  (2)使用凹印水性红墨比溶剂型红墨的辅助材料种类少,后者共使用6种辅助材料,而凹印水性红墨仅使用3种,更便于操作。

  (3)物流仓储方面,生产1000大箱“泰山(红将军)”烟包小盒需要溶剂型油墨318.44kg,需要凹印水性油墨147.00kg。可见,凹印水性油墨的物流量不足溶剂型油墨的一半,每年可减少34.2吨的材料装卸、库房及生产过程物流工作量,而且库存可以减少一半,同时可在普通仓库储存,有效消除了危化品仓库的安全隐患。

  (4)溶剂使用量大幅减少。根据国家《挥发性有机物排污收费试点办法》相关条款,有机溶剂的排污费约为8元/千克。按照我公司年产量20万箱计算,使用溶剂型油墨需消耗正丙酯和慢干剂共44.2吨,大概需缴纳35.36万元排污费,而使用凹印水性油墨至少可省去该项费用。

  2.社会效益

  (1)溶剂型油墨的主要溶剂是正丙脂、丙二醇甲醚等,每年约向大气排放44.2吨气态有机化合物。而采用凹印水性油墨则能避免这部分有机化合物排放,有效保护了环境。

  (2)凹印水性油墨的主要溶剂是水和乙醇,均不易挥发,生产作业现场溶剂气味较小,改善了印刷车间的作业环境,保障了员工的身体健康。

  (3)由于凹印水性油墨不易燃烧,可消除印刷车间易燃易爆的火灾隐患,有利于安全生产。

  凹印水性油墨使用注意事项

  1.印版的使用及清洗

  凹印水性油墨干燥后不再溶解于水,因此停机后要及时将印版清洗干净,避免油墨干燥后堵塞印版网穴。若不慎发生堵版,可先用水和乙醇的混合溶液进行清洗,然后使用洗衣粉溶液清洗,最后再使用溶解性强的正丙酯将印版清洗干净。值得注意的是,清洗印版时要避免清洗溶液流入油墨内。

  2.油墨的调配

  为保证凹印水性油墨使用过程中的流动性,应将其黏度调整为19~21s。凹印水性油墨的溶剂大部分使用的是水与乙醇混合液,二者的比例为1∶4,切忌加入其他有机溶剂。

  3.油墨的保存

  凹印水性油墨适宜的储存温度为5~35℃。使用过程中要将墨桶密封好,以防油墨干燥起皮而影响印刷,余墨再用时务必先进行过滤。

  目前,我公司已经固化了凹印水性红墨的部分研发成果,也申报了相关油墨配方的发明专利,并且实现了大批量生产,取得了显著的经济效益和社会效益。但就“泰山(红将军)”烟包产品而言,珠光金色还占据着三分之一的印刷面积,溶剂型珠光金墨依然对产品的VOCs指标具有一定影响。为此,我公司将继续与深圳布瑞特水墨涂料有限公司等先进油墨供应商深度合作,并不断总结经验,再接再厉,向水性珠光金墨的研发和应用发起挑战。


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