執(zhí)行:范軍紅 沈曉蕓
如今國家對VOCs減排要求嚴格,能使用無溶劑替代的業(yè)內(nèi)都在紛紛使用無溶劑復(fù)合工藝,但還有一些復(fù)合結(jié)構(gòu)無法使用無溶劑復(fù)合。
對于這種情況,企業(yè)應(yīng)該如何降低溶劑排放,降低使用成本呢?
2月23日下午,由廣東省包協(xié)情報委•《包裝前沿》聯(lián)合主辦的 “論溶劑排放及生產(chǎn)成本的降低”主題交流活動在包裝前沿6個QQ群、3個微信群同步在線舉行,北京華騰(廣東國望)譚固、鄭方明先生作為主講嘉賓為大家介紹了應(yīng)對溶劑排放及生產(chǎn)成本的問題,推出的高濃度涂布工藝,華騰技術(shù)服務(wù)團隊及3000余位軟包裝群友在線參加了此次活動。
一、干式復(fù)合如何降低VOCs排放·主講:北京華騰(珠海福瑞)譚固
隨著大家環(huán)保意識的不斷提升,國家對VOCs排放的控制也越來越嚴格,尤其是近年來全國各地陸續(xù)出臺VOCs排放的收費政策,對我們軟包裝企業(yè)帶來巨大挑戰(zhàn)的同時,也帶來了不少“彎道超車”的機遇。
復(fù)合工序的VOCs排放是軟包裝企業(yè)總VOCs排放的主要組成部分,因此,企業(yè)在復(fù)合工序能用無溶劑替代的都紛紛在使用無溶劑復(fù)合工藝了,而對于一些要求比較高的功能性包裝或特殊要求的包裝,仍然還是使用傳統(tǒng)的干式復(fù)合工藝。
那么用無溶劑復(fù)合工藝降低成本、提高質(zhì)量的穩(wěn)定性、降低傳統(tǒng)干式復(fù)合VOCs的排放就在一定程度上決定了軟包裝企業(yè)在這次挑戰(zhàn)中能否實現(xiàn)“彎道超車”。
干式復(fù)合應(yīng)該如何降低VOCs排放呢?
在干式復(fù)合中降低VOCs的排放主要有三個方面:
1、排放的溶劑收集再處理
這種方法是在不改變現(xiàn)有干式復(fù)合工藝的前提下,比較理想的方法。
但是其設(shè)備投資非常大,能耗高,而且對復(fù)合機的干燥能力會有一定影響。
2、使用水性膠
使用水膠能在不改變現(xiàn)有干式復(fù)合機的前提下,在源頭上很好地解決有機廢氣的排放問題。但是這種方法對復(fù)合機的干燥能力要求非常高,而且在產(chǎn)品覆蓋面上和無溶劑復(fù)合基本重疊,在復(fù)合成本方面和無溶劑復(fù)合工藝比沒有優(yōu)勢,所以能夠適用的軟包裝企業(yè)相對比較有限。
3、減少溶劑的使用量
這種辦法對設(shè)備、工藝、操作、車間環(huán)境等不需要進行任何改變,是一種適應(yīng)面廣、實用性強的減少VOCs排放的方法。這也是本次討論我們具體討論的方法。
由于國內(nèi)的設(shè)備、技術(shù)水平和使用習(xí)慣的制約,致使高濃度涂布粘合劑的高固含、低粘度、可適合高速生產(chǎn)的特性沒有被用戶廣泛充分地認識到,沒有更好地發(fā)揮出來。
但是隨著行業(yè)的發(fā)展,競爭越來越激烈,各個企業(yè)越來越重視成本的控制,再加上國家對VOCs排放的控制,高濃度涂布膠粘劑將逐漸被軟包企業(yè)所重視。
減少溶劑的使用量,這就意味著需要膠水能夠在高濃度的情況下能夠進行有效的涂布。我們北京華騰新材料(廣東國望、重慶聚特、珠海福瑞、河北萬富達)是在國內(nèi)最早提出高濃度低粘度涂布概念,并最早開發(fā)出成熟膠水的企業(yè)。
所謂高濃度涂布是指膠水能在40%以上工作液濃度有效涂布。
傳統(tǒng)干式復(fù)合,膠水的涂布濃度一般在30%,而我們?nèi)A騰高濃度涂布膠水一般在45%的濃度下進行涂布!這樣就大大減少了溶劑的使用量,從而達到降低VOCs排放的目的。
使用高濃度、低粘度膠水的優(yōu)勢:
1、在保證相同上膠量的同時(干膠量),減少了稀釋劑的用量,節(jié)約了稀釋劑。
眾所周知,加入稀釋劑是為了提高粘合劑的潤濕性,保證涂布性能,控制上膠量。稀釋劑只作為膠的載體,在涂膠后、復(fù)合前全部揮發(fā)掉,而最終對復(fù)合并沒有更多的關(guān)系和意義。因此在保證正常使用的情況下,使用的固體含量越高,加入的稀釋劑越少,獲得的經(jīng)濟效益就越大。華騰新材料的UF3170、UF2851、UF2852等型號膠水都能在40%的工作液濃度下有效涂布。
假設(shè)一個軟包裝企業(yè)一個月用10t干式復(fù)合膠水,傳統(tǒng)模式下,軟包企業(yè)需要添加15t乙酯(膠水固含量按75%,10t膠水含乙酯2.5t),排放出的VOCs的量是17.5t;在高濃度涂布工藝條件下,10t膠水,軟包裝企業(yè)只需添加6.67t乙酯,排放出VOCs的量是9.17t。
減排約50%!節(jié)省復(fù)合工序乙酯用量55%!
2、降低了損耗,減少了對環(huán)境的污染。
由于降低了稀釋劑的用量,電、熱的能源消耗減少了,同時也減少了稀釋劑揮發(fā)到環(huán)境的總量,降低了污染,也減少了對操作人員的危害。
3、復(fù)合制品殘留溶劑量減少。
一是因為稀釋劑加入量少了,二是涂層(濕膠層)變薄,溶劑易揮發(fā)完全,因此留在復(fù)合制品中的殘留溶劑量減少,衛(wèi)生安全保障增大。
4、高速復(fù)合
高固含、低粘度粘合劑一般可適用于150~250m/min高速復(fù)合,可提高生產(chǎn)力,增加產(chǎn)量,有明顯的經(jīng)濟效益。如我們?nèi)A騰新材料的UF4470型號膠水,不但具有優(yōu)異的流平性,而且能夠在150~300m/min的高速條件下涂布,并且在復(fù)合強度、溶劑殘留等方面與普通膠水相當(dāng)。
二、高濃度涂布工藝的優(yōu)勢·主講:廣東國望鄭方明
要充分發(fā)揮使用高濃度涂布工藝的優(yōu)勢,除了普通復(fù)合工藝需要關(guān)注的點之外,還需要特別關(guān)注以下幾點:
1、工作液濃度
膠粘劑在高濃度情況下,濃度的改變對粘度的影響尤為明顯,而工作液粘度的變化將影響膠水的涂布效果,因此,高濃度涂布工藝需要將工作液濃度控制在更窄的范圍內(nèi),建議粘度控制在3#查恩杯±1秒。
2、保證上膠量
高濃度涂布可以降低溶劑的使用量但不能降低膠水的使用量!保證一定的上膠量是保證復(fù)合強度和復(fù)合外觀必不可少的條件。
3、網(wǎng)輥的選擇和使用
由于現(xiàn)在制版工藝的發(fā)展,不同工藝對涂布量和涂膠效果將有很大影響。如果使用常見的電雕四棱錐網(wǎng)輥,建議選用的線數(shù)在150~200L/inch之間;如果使用膠水轉(zhuǎn)移率更高的四棱臺或六棱臺網(wǎng)穴形狀的網(wǎng)輥,建議選用的線數(shù)在180~200L/inch以上。
如果網(wǎng)輥網(wǎng)穴雕刻均勻,大小規(guī)整,且相同線數(shù)網(wǎng)輥網(wǎng)眼覆蓋率(網(wǎng)穴面積和網(wǎng)墻面積的比例)較高,那么復(fù)合效果將更好。
網(wǎng)輥在使用的過程中應(yīng)該每天檢測上膠量、每次使用完仔細清洗、每周用洗版液清洗一次,防止堵版或其它原因?qū)е碌纳夏z量降低。
圖為用放大鏡拍下來的實際在使用的網(wǎng)輥的形態(tài),分別是六棱臺網(wǎng)穴形狀的和四棱錐形的。
2016年,VOCs治理可謂是懸在軟包裝企業(yè)頭上的一把利劍。華騰譚總和鄭部長的介紹為我們又提供了一種新的解決思路:從源頭減排。而華騰的介紹也讓群友都沸騰起來了,圍繞著“高濃度涂布工藝”展開了激烈的討論。
三、自由討論階段
1、一諾軟包裝:我們的機速120m/min時,高濃度涂布是否有實際操作性?
廣東國望蕭保平:
這個完全可以用的。
華騰萬富達_高楨:
高固含低粘度膠水就是降低溶劑,節(jié)約成本,在上膠量不變的情況下節(jié)約了溶劑使用量。例如,普通膠水用120目網(wǎng)線輥膠水配比:5:1:10。高固含低粘度膠水用180目網(wǎng)輥膠水配比5:1:5 。也就是說和普通膠水一樣的上膠量。節(jié)約了50%的溶劑。對印刷速度沒有影響。
北京華騰(珠海福瑞)譚固:
高固含、低粘度粘合劑一般可適用于150~250m/min高速復(fù)合,華騰UF4470膠水能夠在150~300m/min的高速條件下涂布,并且在復(fù)合強度、溶劑殘留等方面與普通膠水相當(dāng)。
2、高濃度涂布的VOCs減排及降低成本的意義
廣東國望鄭方明:
其實根治VOCs首選還是無溶劑復(fù)合。
恒信包裝 黎:
希望膠水企業(yè)加快無溶劑功能性膠水的開發(fā)和推廣。
北京華騰(珠海福瑞)譚固:
為了提高華騰在無溶劑膠粘劑方面的技術(shù)水平,我們北京華騰與歐洲知名膠粘劑公司意大利撒比斯合作,成立了珠海福瑞聚合物材料有限公司,并成功引進了衛(wèi)生性能處于領(lǐng)先水平、復(fù)合性能優(yōu)異的FP133B/412S、413、107c3等型號的無溶劑膠粘劑。
目前無溶劑復(fù)合機在軟包裝企業(yè)中的普及就和轎車在家庭中的普及一樣,已經(jīng)有很大一部分軟包企業(yè)購買了無溶劑復(fù)合機。擁有無溶劑復(fù)合機的企業(yè)都能很輕松的做到將用膠成本降低到傳統(tǒng)干式復(fù)合的40%~50%,復(fù)合工序的綜合成本降低到傳統(tǒng)干式復(fù)合的50%~70%。但是很多時候,軟包企業(yè)總會因為一些大的質(zhì)量事故或較高的損耗導(dǎo)致無溶劑復(fù)合在成本上和干式復(fù)合相近。
大家切忌不要盲目地用提高復(fù)合機速、降低涂布量來追求極致的降低成本,因為提高效率也好,降低成本也好,都必須建立在對無溶劑復(fù)合工藝、設(shè)備、膠水及其它原輔材料等有了充分的認識、理解和掌握,再加上各個部門和環(huán)節(jié)的配合才能得以實現(xiàn)!因此,希望大家都能夠用科學(xué)的方法來控制復(fù)合成本,不盲從,不盲目自信。
科意(高端無溶劑膠水)王志偉:
節(jié)省成本,更多地把干法復(fù)合的產(chǎn)品轉(zhuǎn)無溶劑復(fù)合這個空間就已經(jīng)很大了。目前無溶劑復(fù)合占整個軟包復(fù)合的份額還非常小。如果只剩下無溶劑不能做的那部分才用干法復(fù),對整個社會的減排就非常顯著了。無溶溶劑目前應(yīng)該占不足10%。2016年統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示,全國因為復(fù)合工序產(chǎn)生的VOCs是69.5萬噸。目前是有一部分無溶劑不能做,但那部分的比例應(yīng)該不是很大比例,至少是低于50%的。
廣東國望鄭方明:
沒錯,高濃度是個相對概念,作為粘合劑的開發(fā)者,我們的目標(biāo)必須定位在可以更高濃度40%以上涂布;因為對于應(yīng)用廠家來說,每一個點的提升都是利潤、價值、成績。
李功亮:
高濃度使用只有一個目的,少用溶劑從而降低成本!
3、高濃度涂布工藝使用控制要素
李功亮:
高濃度使用可以把網(wǎng)線輥線數(shù)和上膠量關(guān)系的速查表看明白,就可以再根據(jù)自己公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活選擇了。也就是要把工作液濃度、粘度、網(wǎng)輥線數(shù)和上膠量之間的關(guān)系要搞明白!高濃度使用同樣沒有一定的濃度規(guī)定,是相對而言的!
廣東國望鄭方明:
沒錯,這幾個因素之間的關(guān)系很重要。
北京華騰(珠海福瑞)譚固:
所以說高濃度涂布對濃度的控制要更精確。
李功亮:
高濃度使用還有一個必需注意的操作關(guān)鍵,就是使用過程中要有粘度控制。
廣東國望鄭方明:
對,粘度很大程度上決定了涂布性能。對同一體系粘合劑來說,粘度過高必然影響涂布性能。
波士膠丁玉。
高工作濃度膠水,復(fù)合膜的流平性相對會更好。
恒信包裝 黎:
另一個就是膠水特性有關(guān),所謂高固含低粘度,要必須符合操作性和產(chǎn)品質(zhì)量,但是普通的膠水如果濃度過高,操作性和膠水流平以及膠水轉(zhuǎn)移量就有問題了。
萬力粘合 尹工:
膠水和工藝匹配很重要。
華騰萬富達_高楨:
高固含低粘度膠水就是在固含量75的情況下把粘度降低,一般來說高粘度膠水轉(zhuǎn)移好,低粘度膠水復(fù)合過程轉(zhuǎn)移差,為什么高固含低粘度膠水要選擇180目網(wǎng)輥把工作濃度提高到40%呢?因為這樣在復(fù)合過程中轉(zhuǎn)移上膠量是相同的,低粘度膠水復(fù)合后流平性很好。
詹加興:
想高濃度涂布,薄膜電暈、網(wǎng)輥工藝、機器精度、印刷質(zhì)量等都要有更高要求。
北京華騰(珠海福瑞)譚固:
無溶劑也好,水膠也好,高濃度涂布膠水也好,作為膠水廠家,我們是要將各自的特點、如何使用好以及注意事項進行充分闡述,企業(yè)是會根據(jù)自身的特點進行選擇的,想要用一種方法或工藝解決所有問題,只能說做不到!
付強-回天新材:
高濃度要兼?zhèn)涞驼场⒏咚、?yōu)異外觀、物理力學(xué)性能。濃度高反而粘度低才能實現(xiàn)高速。比如:相對常規(guī)濃度35%對應(yīng)17s,若高濃45%仍可17s?梢詮脑O(shè)備干燥能力匹配、涂布輥選擇這兩個大的方面展開。
科意(諾威科)膠水):
不是濃度高反而粘度低,而是本身粘度低,在高濃度的時候仍能保持一個很好的涂布粘度。
廣東國望鄭方明:
濃度粘度匹配,這是做膠水必須綜合考慮的問題。
北京華騰李明:
我們今天所說的高濃度使用是膠水本身可以在40%的濃度下,依然高速使用,具有好的流平性、良好的力學(xué)性能等,在此條件下,大多數(shù)客戶的使用濃度可以從目前主流的25%~35%提高到40%以上,這樣才更具經(jīng)濟優(yōu)勢,并非所有的膠水都具備高濃度使用的性能!
我們的目的是教會客戶如何把膠水的使用濃度提高,既能滿足性能的需要,又能節(jié)約溶劑成本,降低溶劑排放。
科意(諾威科)膠水:
這應(yīng)該是兩個話題吧,前者是膠水性能是固定的,然后通過一個合適的工藝來實現(xiàn)高濃度涂布;另一個話題是從膠水的角度,膠水廠商提供給客戶一款合適的膠水,可以在客戶不改變工藝的前提下,直接可以高濃度使用。
北京華騰李明:
客戶愿意變換工藝應(yīng)該如何做到高濃度涂布,不愿意變換工藝我們?nèi)A騰提供什么樣的產(chǎn)品給客戶實現(xiàn)高濃度涂布,我們都有相應(yīng)的解決方案。因為從源頭降低溶劑的使用量,對行業(yè)、對客戶都是很有利的事情。
廣東國望蕭保平:
高濃度使用第一可以給企業(yè)節(jié)約成本,第二可以減少廢氣排放,促進環(huán)保。企業(yè)使用的時候要注意干燥能力和網(wǎng)版選擇,還有網(wǎng)版的網(wǎng)穴工藝。因為上膠量和網(wǎng)穴工藝有很大的關(guān)聯(lián),高速要取決于干燥的能力。
如果有一款產(chǎn)品要求180線的網(wǎng)版45%的濃度,260m/min的速度,現(xiàn)在我公司就有一款4470膠水可以實現(xiàn)高濃度高速涂布,滿足這種需求。
李功亮:
任何濃度下復(fù)合生產(chǎn),要提高速度都會存在干燥問題。
廣東國望蕭保平:
是的,所以我們同時也會提醒彩印包裝廠家,要檢測自己公司設(shè)備的干燥能力。
四、結(jié)語
當(dāng)天的討論真的是非常激烈,看來高濃度低粘度涂布工藝是大家都非常關(guān)心的一個工藝,正如北京華騰李明李總所說,客戶愿意變換工藝來實現(xiàn)高濃度涂布應(yīng)該如何做;不愿意變換工藝可以采用華騰的高濃度低粘度產(chǎn)品實現(xiàn),從而達到從源頭減排且節(jié)約成本的目的。