包裝印刷行業(yè)危廢處理
篩查危險(xiǎn)廢物的種類、性質(zhì)和數(shù)量對于確定危險(xiǎn)廢物的綜合利用方式、處置 方式和處置規(guī)模十分重要,也是保障危險(xiǎn)廢物處置設(shè)施有效運(yùn)轉(zhuǎn)的必要前 提。本文結(jié)合印刷工藝的發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn),系統(tǒng)分析了印刷行業(yè)危險(xiǎn)廢物的 產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)及污染特性。 |
印刷行業(yè)的工藝特點(diǎn)
1.印刷工藝
印刷品的加工過程包括印前服務(wù)設(shè)計(jì)、印刷和印后加工。印前服務(wù)設(shè)計(jì)是指由原稿制成數(shù)字文件或印版;印刷是指將圖文信息由印版或數(shù)字文件轉(zhuǎn)移到承印物表面;印后加工是指使印刷品獲得所要求的形狀和使用性能,如加工成冊或制成包裝盒等。
1.1 傳統(tǒng)印刷
傳統(tǒng)印刷按印刷版式的不同可分為平版印刷、凸版印刷、凹版印刷和孔版印刷。平版印刷是利用水墨相斥的原理完成印刷的,目前膠印工藝被廣泛使用。膠印使用的印版是預(yù)涂感光版(PS版)。凸版印刷的印版目前主要有鋁合金、鉛合金、銅版、鋅版、塑料版等,但由于鉛字、鉛合金印版有毒,凸版印刷曾一度衰落。隨著柔性版印刷的出現(xiàn),凸版印刷再度崛起。柔性版采用諸如橡膠凸版、感光性樹脂版等彈性固體制成的凸版。
1.2 數(shù)字印刷
數(shù)字印刷指的是使用數(shù)據(jù)文件控制相應(yīng)設(shè)備,將呈色劑/色料(如油墨)直接轉(zhuǎn)移到承印物上的復(fù)制過程。數(shù)字印刷系統(tǒng)主要是由印前系統(tǒng)和數(shù)字印刷機(jī)組成,有些系統(tǒng)還配上裝訂和裁切設(shè)備。
1.3 絲印
絲印技術(shù)是絲網(wǎng)印刷技術(shù),它的意思就是基于絲網(wǎng),然后通過感光制版方法,制成帶有圖文的絲網(wǎng)印版。要想進(jìn)行絲網(wǎng)印刷,技術(shù)是五大要素,分別是絲網(wǎng)印版、刮板、油墨、印刷臺(tái)以及承印物。絲印會(huì)產(chǎn)生油漆,油墨的清洗廢水,洗版廢水,廢空容器,廢抹布等。
印刷工藝危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)分析
印刷行業(yè)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物主要來源于印前工藝和印刷兩個(gè)工段。
2.1 印前工藝產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物
印前工藝產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物包括感光材料廢物、表面處理廢物、精餾殘?jiān)陀袡C(jī)樹脂類廢物等。
2.1.1 感光材料廢物
不同的印刷工藝采用的印前工藝是大有區(qū)別的。就傳統(tǒng)印刷而言,膠印、柔印采用的是類似的傳統(tǒng)印前工藝。—以激光照排機(jī)為代表的傳統(tǒng)印前流程,—由激光照排機(jī)輸出膠片、膠片沖洗、曬版構(gòu)成,產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物包括廢膠片、膠片沖洗過程中的廢顯影液和廢定影液、曬版過程中的廢顯影液,均屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW16“感光材料廢物”。目前,以直接制版(Computer toPlate,簡稱CTP)為代表的數(shù)字化印前流程已經(jīng)開始替代以激光照排機(jī)為代表的傳統(tǒng)流程,CTP在制版時(shí)間上比傳統(tǒng)制版快30min以上,在我國報(bào)業(yè)印刷領(lǐng)域獲得應(yīng)用(采用膠印),但在柔印領(lǐng)域尚未獲得實(shí)際應(yīng)用。CTP制版過程無需輸出膠片,從而僅僅在曬版過程中產(chǎn)生廢顯影液。
絲印工藝的印刷品由于幅面大(可達(dá)3m×4m),其膠片可以通過大型打印機(jī)輸出,不再需要膠片沖洗過程。但在曬版之前需要在絲網(wǎng)表面涂覆感光膠,曬版后則采用清水沖洗來完成顯影過程,這樣,會(huì)有少量的感光膠進(jìn)入液相。
數(shù)字印刷機(jī)包括墨粉類數(shù)字印刷機(jī)和噴墨印刷機(jī)。與傳統(tǒng)印刷相比,數(shù)字印刷無需制版,是由感光材料制成的印刷滾筒(無印版)經(jīng)感光后形成可以吸附油墨或墨粉的圖文,然后轉(zhuǎn)印到紙張等承印物上。墨粉類數(shù)字印刷機(jī)在使用過程中,會(huì)產(chǎn)生廢感光鼓,屬于感光材料廢物。噴墨印刷機(jī)不產(chǎn)生感光材料廢物。
綜上所述,在膠印、柔印、絲印及墨粉類數(shù)字印刷機(jī)印前工藝中,均會(huì)產(chǎn)生感光材料廢物,只是,對于不同的工藝,產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物種類和特性是有差異的。
2.1.2 表面處理廢物
凹印工藝的制版目前仍然以電子雕刻為主,是通過電子雕刻機(jī)直接對凹版滾筒進(jìn)行雕刻而完成的。電子雕刻凹版的版輥為鋼材,其表面電鍍鎳、銅后再用來進(jìn)行雕刻。電鍍過程產(chǎn)生的電鍍殘?jiān)安垡簩儆凇秶椅kU(xiǎn)廢物名錄》中HW17“表面處理廢物”。
2.1.3 精餾殘?jiān)?/span>
在膠印制版、柔印制版及CTP制版過程中,均需要顯影液對版基表面的感光涂層進(jìn)行顯影。對于不同的印刷工藝而言,制版過程所需要的顯影液成分是有差異的,該顯影液在組成上也有別于膠片顯影過程的顯影液成分。顯影液經(jīng)多次顯影后,顯影液中的有效成分不斷被消耗,加上不斷溶入顯影液中的感光層的作用,顯影液的顯影能力越來越弱,顯影液出現(xiàn)了老化現(xiàn)象,以致于不能滿足顯影要求,應(yīng)計(jì)量補(bǔ)充和更換新液。
目前只有柔印工藝的曬版過程產(chǎn)生的廢顯影液得到了循環(huán)利用,對廢有機(jī)溶劑蒸餾、冷凝后獲得再生,產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW11“精(蒸)餾殘?jiān)薄?
2.1.4 廢印版產(chǎn)生情況和污染特性分析
廢印版是完成印刷過程后的廢棄印版,主要包括膠印工藝的PS版、CTP制版工藝中的廢版、柔性版印刷工藝的柔性版和絲網(wǎng)印刷工藝的廢絲網(wǎng)印版。
(1)膠印
PS版的版基大多數(shù)為鋁材,印刷完成后,PS版成為廢版 [2]。PS版表面涂敷的感光材料層屬于危險(xiǎn)廢物。CTP制版工藝中的廢版版基為鋁材,同樣涉及版基上感光材料涂層的污染問題。廢PS版、廢CTP版由于其表面的感光層很薄,未能整體上作為危險(xiǎn)廢物進(jìn)行處理,只作為廢鋁進(jìn)行再利用,或?qū)⒈砻嫱繉忧逑春笤偻扛残碌母泄鈱荧@得再利用。
(2)柔印
柔性版制版工藝流程為原稿→菲林(陰片)→曝光→沖洗→烘干→后處理。柔性制版機(jī)集曝光、洗版、干燥、后處理四種工藝于一體。柔性版由聚酯基底、光聚合物、保護(hù)層等構(gòu)成,曝光時(shí)需要進(jìn)行背曝光(紫外光線從聚酯基底方向曝光約1min,形成約1mm厚的硬化底層)、主曝光(紫外光線從負(fù)片正面曝光約10min,光聚合物產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng),形成圖文部分)。之后,使用酒精溶劑,用尼龍刷子沖洗未感光部分,保留光聚合的浮雕。常見的版材厚度為1.70mm及2.29mm。質(zhì)量高的柔性版其耐印率應(yīng)大于50萬印,甚至高達(dá)100萬印。廢柔性版屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》HW13“有機(jī)樹脂類廢物”。在實(shí)際工作中,少量的廢柔版往往被混入感光材料廢物一并交到危險(xiǎn)廢物處置單位進(jìn)行處置。
(3)絲印
對絲網(wǎng)印刷來說,制版時(shí)在絲網(wǎng)上涂布一定厚度的感光膠并干燥,在絲網(wǎng)上形成感光膜,然后將底片與涂布好的絲網(wǎng)貼合放入曬版機(jī)曝光,經(jīng)自來水沖洗后顯影,圖文部分未固化的感光材料被沖洗掉,使絲網(wǎng)孔為通孔;非圖文部分的感光材料固化堵住網(wǎng)孔。目前常用的絲網(wǎng)種類有尼龍(又稱錦綸)和聚酯(又稱滌綸)。聚酯類廢絲網(wǎng)版屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW13“有機(jī)樹脂類廢物”。聚酯類絲網(wǎng)版完成印刷后,可用水清洗干凈后循環(huán)利用,可重復(fù)使用數(shù)十次乃至上百次,由此,廢聚酯類絲網(wǎng)版產(chǎn)生量很少。
2.2 印刷過程產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物
2.2.1 染料、涂料廢物
目前我國傳統(tǒng)印刷行業(yè)中廣泛使用的還是傳統(tǒng)的溶劑型油墨。廢油墨屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW12“染料、涂料廢物”。
傳統(tǒng)印刷油墨包括下列3種基本成分:
(1)成色劑(HW12類危廢);
是精細(xì)固體粒子的顏料,顏料有透明度、不透明度、光緊度和化學(xué)阻力等特性。
(2)連結(jié)料(載體)(HW08、HW13類危廢);
連結(jié)料由樹脂、干性植物油、礦物油、烴類、芳香族類、烯烴、石蠟烴等組成,屬液體材料。它的作用是在印刷過程中承載顏料粒子,并在轉(zhuǎn)移到紙張或承載材料上后,在承載材料和顏料粒子間起到連結(jié)的作用。溶劑油墨中的樹脂連結(jié)料用有機(jī)溶劑如醇、酯、酮、苯類。
(3)添加劑(HW06類危廢);
包括撒淡劑、干燥劑、塑性材料、乳化劑和一些特殊的化學(xué)物質(zhì),其作用是改變油墨的印刷適性,如粘度、粘性、干燥性等,或達(dá)到所要求的印刷質(zhì)量特征。另外,添加劑有助于忽略對象耐磨性這樣的規(guī)范特征的要求。廢油墨來源于印刷過程,污染途徑有:當(dāng)油墨放進(jìn)印刷機(jī)時(shí),油墨會(huì)經(jīng)過很多不同的滾筒分散并轉(zhuǎn)移到滾筒上,墨斗亦要預(yù)留一定的油墨量以穩(wěn)定供墨,也即印刷機(jī)自身會(huì)形成廢墨;在機(jī)頭測試印刷效果時(shí)形成的廢印刷產(chǎn)品上涂敷大面積油墨,處理不當(dāng)可能會(huì)形成二次污染;不同種類、顏色的油墨混合形成廢油墨;油墨使用過程中因?yàn)闇囟取穸鹊葪l件的變化在長時(shí)間使用后會(huì)造成印刷適性變差,形成廢油墨;油墨殘留附著在油墨桶內(nèi)壁,廢油墨桶被油墨生產(chǎn)廠家回收后處置,不會(huì)產(chǎn)生二次污染;若廢油墨桶進(jìn)入生活垃圾,會(huì)形成潛在的二次污染;油墨殘留在印版表面,進(jìn)入印版回收處理工序,有可能造成二次污染。
數(shù)字印刷中產(chǎn)生的廢硒鼓、廢墨盒屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW12“染料、涂料廢物”。據(jù)調(diào)查,每只廢舊墨盒中殘留著10%~40%的墨水;硒鼓中的墨粉是2~4微米的微塵。廢硒鼓、廢墨盒屬于數(shù)字印刷中的耗材,可謂量大面廣,且產(chǎn)生量遞增速度極快,但其對環(huán)境的污染目前尚未得到重視。 此外,還有廢油墨空瓶(HW49)等危廢產(chǎn)生;
2.2.2 廢礦物油
在膠印PS版的清洗過程中,汽油和煤油因?yàn)榍逑葱Ч^好、價(jià)格低廉仍然獲得廣泛應(yīng)用,因而產(chǎn)生了廢汽油和廢煤油。隨著汽油、煤油為洗車水取代,廢礦物油的產(chǎn)生量將會(huì)越來越少。另外,在印刷設(shè)備維修、維護(hù)過程中,也會(huì)產(chǎn)生一定量的廢礦物油。廢汽油和廢煤油屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW08“廢礦物油"。
2.2.3 廢有機(jī)溶劑
印刷行業(yè)中使用的有機(jī)溶劑種類很多,如印版清洗劑、油墨清洗劑、橡皮布清洗劑、油性上光材料、潤版液等,在使用過程中會(huì)產(chǎn)生少量的廢有機(jī)溶劑,屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW06“廢有機(jī)溶劑”。膠印是利用油水不相容的原理來完成印刷的,膠印過程中所用到的水稱為潤版液。潤版液通常是由水、磷酸、無機(jī)鹽、親水膠體以及表面活性物質(zhì)組成。目前膠印機(jī)上普遍采用的是酒精潤版系統(tǒng),異丙醇(IPA)是潤版溶液的添加劑之一。另外,凹版印刷工藝中含苯、甲苯、二甲苯的廢印版清洗劑、擦拭印版的廢抹布等均屬于HW49危廢。
2.2.4 洗版廢水
清洗印刷傳統(tǒng)方法是用有機(jī)溶劑清洗,由CFC—113與少量乙醇(或異丙醇)組成的混合有機(jī)溶劑對松香助焊劑的殘留物有很好的清洗能力,但由于CFC—113對大氣臭氧層有破壞作用,2013年已被禁止使用,可選用的非ODS清洗工藝包括水基清洗、半水基清洗、溶劑清洗。
印刷危廢的處置
印刷行業(yè)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物主要來源于印前工藝和印刷過程,主要有感光材料廢物、染料涂料廢物、表面處理廢物、精餾殘?jiān)⒂袡C(jī)樹脂類廢物、廢有機(jī)溶劑、廢礦物油等。
印刷工業(yè)是近年來發(fā)展速度較快的都市產(chǎn)業(yè)之一, 且隨著人們消費(fèi)水平的提高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的上升還有較大的發(fā)展空間。為此,必須重視印刷行業(yè)危險(xiǎn)廢物的管理和處置。我國危險(xiǎn)廢物的管理已實(shí)行“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜^程管理,所以印刷行業(yè)應(yīng)首先從企業(yè)自身管理出發(fā)重視對危險(xiǎn)廢物的管理。
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