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ドライラミ機の排ガス処理について
環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 ドライラミ機の排ガス処理について ・・・東洋紡製回収処理装置導入1年を省みて・・・ 今回は使用実態と回収溶剤の品質を主に 今回は使用実態と回収溶剤 品質を主 報告させて戴きます。 2007.4.20 1 当社の概要 事業所 ・営業所：東京、札幌、新潟、 名古屋、大阪、福岡 ・工場：栃木 工場：栃木、東京、名古屋 東京 名古屋 • 営業品目：食品包材の企 画（設計、デザイン）、加工、 及び依託加工品の販売 • 加工内容 グラビア印刷、ラミネート、 断裁 製袋等 断裁、製袋等 ・ 年商；70億円 ・ 社員数；195人 社員数； • 2 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 1.VOC規制の概要と「東洋紡績㈱製の排ガス処理装置」の導入経緯 2010年4月1日よりの大気汚染防止法によるVOC規制への対応が必要。 （当社対象機：グラビア印刷機 2台、 ドライラミネート機 2台） 回収効率 スト（導入 維持） スペ ス等の視点で理想的な装置 方法 回収効率、コスト（導入・維持）、スペース等の視点で理想的な装置・方法 を模索。 原油価格暴騰→溶剤価格高騰→コスト削減必要。 ◎「回収装置だけで蒸留装置が無くとも回収溶剤がそのまま再利用できる」 ・・・意欲的な提案を戴いた東洋紡積㈱の回収装置を、昨年3月末に設置・・・ ・再使用可能（燃焼式でない） 省資源 炭酸ガ 発生量少な 省資源、炭酸ガス発生量少ない ・導入コストが他処理方法に比べ安価 ・小スペース ・維持費安価 維持費安価 *蒸留装置が無くてすめば、初期導入コスト・維持費が安価になり今後導入 する事業所の参考になる。→初物でリスクはあるが挑戦すべき。 3 2．導入設備の概要と付帯工事 装置メーカー： 東洋紡績㈱ 機器構成 ： 装置本体 ボイラー 冷却装置（専用） 生産設備用とは分離 回収溶剤（酢酸エチル）専用貯蔵庫 付帯 事 ： ダクト工事・・・加工機本体のダクトワークの一部変更と処理装置との接 付帯工事 ダク 事 加 機本体 ダク ク 部変更と処理装置と 接 続自動ダンパー制御、メンテ・故障時等のバイパス 配管工事・・・冷却水源、冷却水の循環系統、冷却装置との接続回収溶 剤の使用箇所までの配管、 又は貯蔵タンク（防錆タイプ）への接続等 警報・安全装置・・・・装置異常、溶剤貯蔵量レベル、火報等 基礎工事・・・装置本体、ボイラー、冷却装置に必要 電気 事 電気工事・・・使用電力は僅か 使用電力は僅か 処理風量 ： 7,200㎥/時間 （コーター部と第一乾燥ゾーンを処理） 排ガス濃度 ： 11,200ｐｐｍC 溶剤回収能力； 66 L/時間 回収率： 99.9 99 9 ％ 回収処理比率： 70 70～80％ 80％ 設置スペース ： 本 体 6.6ｍ×3.5ｍ×高さ3.8ｍ 冷却設備 2ｍ×5ｍ 3ｍ×3ｍ ボイラー 4 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 装置本体全景 5 接着剤 エステル系 硬化剤（芳香族）配合24時間後の色調 ２００６．４．１１ 固形分 25% 30% 35% 40% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 回収酢エチ比率 6 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 接着剤 エーテル系 硬化剤（芳香族）配合24時間後の色調 ２００６．４．１１ 固形分 25% 30% 35% 40% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 回収酢エチ比率 7 3.. 回収溶剤の使用と品質 表1. 回収サクエチ ラミ品質 時期 使用接着剤 使用比率 着色 水分 （％） 導入初期 メーカー・ 薄黄色 汲出し容器 4～7月 タイプ限定 100 やや不透明 底に分離 （エーテル） 3.1% 8～11月 品種拡大 12～2月 同上 50～100 同上 60 薄黄色 透明 同上 着色 ラミネート強度他 無し 異常なし 同上 同上 同上 同上 分離水無し 2.0% 3月～ エステルに 拡大 60～100 8 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 回収溶剤と新サクエチ溶剤の色調 (2007 3 8採取撮影） (2007．3.8採取撮影） 9 回収溶剤の分析結果 試料 分析機関 分析方法 18年12月中旬回収分を貯留タンクより採取 株式会社 ダイヤ分析センター 株式会社 ダイヤ分析センタ ガスクロにて成分を検出、GC/MSにて成分同定 表2-１ 化合物名 比率（％） 酢酸エチル 98.19 メチルシクロヘキサン 0.29 2-ブタノン（MEK） 0.64 イソプロパノール 0.09 エタノール エタノ ル 0 07 0.07 酢酸プロピル 0.57 ｎ－プロパノール 0.04 トルエン 0 11 0.11 計 100.00 10 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 回収溶剤の分析結果 表2-2. 化合物名 比率（％） 酢酸エチル 酢酸 チル 96.225 メチルシクロヘキサン 0.284 2-ブタノン（MEK） 0.627 イソプロパノール イソプロパノ ル 0 088 0.088 エタノール 0.069 酢酸プロピル 0.559 ｎ－プロパノール ｎ プロパノ ル 0 039 0.039 トルエン 0.108 水 2.000 計 100 000 100.000 ・検出成分は、印刷インキ、溶剤、接着剤起因物質と、 回収装置起因物質であるエタノールと０．００４％の酢酸で あ た ( タノ あった。(エタノール：水性インクにも含有） 水性イ クにも含有） ・水分は全体の2％であった。（新液：0.5％未満） （東洋インキ製造㈱測定値） 11 粘度変化 ザーンカップ＃３粘度（秒/25℃） 表3.. 希釈溶剤 接着剤経過時間（時間）と粘度・増粘率（％） タイプ 主剤 硬化剤 1 % 3 % 6 % 8 % 24 % 105 新酢エチ エ 1 芳香族 19.1 100 19.1 100 19.1 100 19.1 100 20.1 106 100% ス 脂肪族 18.6 100 18.7 101 18.9 102 19.1 103 19.7 100 101 102 105 107 テ 2 芳香族 39.7 39 7 40 0 40.0 40 5 40.5 41 5 41.5 42 4 42.4 116 ル 3 脂肪族 16.3 100 16.3 100 16.5 101 16.6 102 18.9 103 エ 4 芳香族 14.6 100 14.6 100 14.6 100 14.6 100 15.1 103 5 芳香族 14.0 100 14.0 100 14.0 100 14.0 100 14.4 101 テ 芳香族 14.2 100 14.2 100 14.2 100 14.3 101 14.3 100 101 101 103 110 ル 6 芳香族 14.5 14.6 14.6 14.9 15.9 回収酢エチ エ 1 芳香族 19.3 100 19.4 101 19.7 102 20.0 104 ゲル化 102 100% ス 脂肪族 18.3 18 3 100 18.4 18 4 101 18.6 18 6 102 18.7 18 7 102 18.7 18 7 124 テ 2 芳香族 39.9 100 40.0 100 40.4 101 42.0 105 49.3 117 ル 3 脂肪族 16.3 100 16.3 100 16.5 101 16.6 102 19.0 100 116 152 227 ゲル化 エ 4 芳香族 14.9 17.3 22.7 33.8 5 芳香族 13.9 100 16.5 119 21.3 153 30.6 220 ゲル化 テ 芳香族 14.3 100 17.3 121 30.9 216 130.0 909 ゲル化 ル 6 芳香族 14.7 100 17.8 121 23.9 163 35.0 238 ゲル化 ・エステルは、エーテルに比べ粘度変化が少ない。 エステルは エ テルに比べ粘度変化が少ない ・エステルのなかでは、脂肪族の硬化剤で、新・回収酢エチの差異が見られない。 ・エーテルでは、増粘速度が全般的にエステルより早く、品種・メーカーにより大きな差異がある。 *エステルの場合は 脂肪族 芳香族による接着剤コスト差異はほとんど無い →脂肪族に限定使用 *エステルの場合は、脂肪族、芳香族による接着剤コスト差異はほとんど無い。→脂肪族に限定使用 〇回収溶剤に向いた接着剤の選定、開発も今後の課題。 （脂肪族：FDA対応） 例）エーテルタイプの硬化剤脂肪族化 12 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 接着剤配合後の経時粘度変化 表3.の 表3 の一部に限定し 部に限定し、テストコ テストコーターで1時間空転した場合と3時間放置した タ で1時間空転した場合と3時間放置した 場合の粘度変化を測定。 表4. 接着剤 ザーンカップ＃３粘度（秒） ザ ンカップ＃３粘度（秒） 希釈溶剤 初期 空転1時間 3時間放置 タイプ 主剤 硬化剤 18.0 18.0 18.0 新酢エチ 新酢 チ エ 芳香族 18.5 18.8 18.8 100% ス 1 脂肪族 18.0 18.0 18.0 回収酢エチ テ 芳香族 18.5 18.5 18.8 100% ル 脂肪族 *空転し、空気と接触を増やしても増粘傾向は、放置した場合と変わらない。 ・表3.の結果と同様の経時変化傾向が得られた。（エステルは、経時変化 表3 の結果と同様の経時変化傾向が得られた （ ステルは 経時変化 少ない。） 13 接着剤配合後のNCO減衰率 表4.の接着剤の中のNCO基の残存率を測定。 表4 の接着剤の中のNCO基の残存率を測定 表5 表5. 接着剤 NCO 残存率 （％） 希釈溶剤 タイプ 品種 硬化剤 初期 空転1時間 3時間放置 100.0 100.0 新酢エチ エ 芳香族 100.0 100.0 100.0 100% ス 脂肪族 100.0 1 82.0 70.0 回収酢エチ テ 芳香族 100.0 95.0 87.0 100% ル 脂肪族 100.0 *回収溶剤では、NCO基が減少するが、芳香族ではその比率がかなり高い。 粘度変化傾向と類似する。 14 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 白濁と着色の経時変化 接着剤 希釈溶剤 タイプ 主剤 硬化剤 1時間 3時間 新酢エチ エ 芳香族 〇 〇 1 100% ス 脂肪族 〇 〇 テ 2 芳香族 〇 〇 ル 3 脂肪族 〇 〇 □ エ 4 芳香族 □ 芳香族 □ □ 5 テ 芳香族 □ □ ル 6 芳香族 △ △ 回収酢 チ エ 回収酢エチ 芳香族 〇 〇 1 100% ス 脂肪族 〇 〇 テ 2 芳香族 〇 〇 ル 3 脂肪族 〇 〇 エ 4 芳香族 △ △ 芳香族 □ □ 5 テ 芳香族 □ □ ル 6 芳香族 △ △ 白濁の程度： × < △× < △ < □ < 〇 着色の程度： △ < △+ < □ < 〇 表6. 白濁 着色 ６時間 ８時間 ２４時間 1時間 3時間 ６時間 ８時間 ２４時間 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 □ □ □ □ □ □ □ □ □ △ △ △ 〇 〇△ △ 〇 〇 〇 〇 〇 × 〇 〇 △ △ △× △× □ □ △ □ □ △ △ △ △× □ □ △ 〇 〇 〇 〇 〇 △ △ △ □ □ △ 〇 〇 〇 〇 〇 △ △ △ □ □ △ 〇 〇 〇 〇 〇 △ △ △ □ □ △ 〇 〇 〇 〇 〇 △ △ △ □ □ △ 〇 〇 〇 〇 〇 △ △ △ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ △+ ・回収溶剤品は、薄黄色に着色。 ・エステルのタイプによっては、特有の薄褐色に着色。それよりは、回収溶剤による着色は強くない。 15 接着性能評価結果 エステルタイプ接着剤で、汎用的機材構成でラミネーとし接着性能を評価。 標準として、新酢エチで加工したものと比較。固形分30％濃度。 標準 、新酢 チ 加 も 比較。固形分 濃度。 表7-1. 表 接着剤 2 1 1 3 測定状態 芳香族 脂肪族 芳香族 脂肪族 構成 回収液 回収液 ボイル前後 ONY/LL 回収液 ONY/セミレトCPP 120℃レトルト前後 回収液 120℃レトルト前後 PET/セミレトCPP 回収液 常態 ONY/PET 回収液 PET/LL ボイル前後 回収液 常態 OPP/VMCPP 回収液 新液 回収液 新液 135℃レトルト前後 PET/AL/CPP 回収液 常態 透明蒸着PET/VMCPP 回収液 ボイル：1/1/1 スープ98℃ ボイル：1/1/1 ス プ98℃ 30分 30分 120℃レトルト：1/1/1 スープ120℃ 30分 135℃レトルト：1/1/1 スープ135℃ 30分 回収液 接着剤を回収液で希釈 回収液：接着剤を回収液で希釈 新液：接着剤を新酢エチで希釈 16 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 接着性能評価結果 表7-1.に基づいた測定結果の一部。 接着剤 主剤 硬化剤 構成 表7-2. 酢エチ 測定項目 ラミネート強度 配合直後 配合3時間後 測定 ボイル前 ボイル後 ボイル前 ボイル後 箇所 無地 (N/15ｍｍ） 回収 芳香族 ONY/LL 1 新 脂肪族 回収 白単色 重ね ヒ トシ ル強度 無地 ヒートシール強度 (N/15ｍｍ） 白単色 重ね ラミネート強度 無地 (N/15ｍｍ） 白単色 重ね ヒートシール強度 無地 (N 6 (N・6ｍｍ） ） 白単色 重ね ラミネート強度 無地 ((N/15ｍｍ）） 白単色 重ね ヒートシール強度 無地 (N/15ｍｍ） 白単色 重ね 13.4 4.8 11.8 8.8 4.6 4.6 84 0 84.0 38.0 38.0 12.0 5.0 4.2 82.0 37 0 37.0 36.0 11.5 11.8 3.4 82.0 43.0 41.0 5.0 5.2 79 0 79.0 45.0 43.0 3.6 3.8 4.3 78.0 39 0 39.0 35.0 7.2 4.4 5.2 82.0 38.0 37.0 3.4 4.4 77 0 77.0 34.0 35.0 7.8 4.8 4.2 81.0 31 0 31.0 38.0 8.6 11.7 3.2 71.0 35.0 35.0 4.1 4.5 84 0 84.0 38.0 35.0 3.2 4.3 3.8 85.0 32 0 32.0 32.0 9.0 4.4 5.6 81.0 40.0 38.0 *酢エチの新、回収の違いによる明確な差異はいづれの構成・テスト条件でも認められなかった。 17 耐熱性評価結果 135℃でのラミネート強度を測定。 でのラミネ ト強度を測定。 構成 PET/AL/CPP 接着剤 酢エチ 主剤剤 硬硬化剤剤 表表8. 測定 箇所 無地 回収 白単色 単 ラミネート強度 重ね 1 芳香族 (N/15ｍｍ） 無地 新 白単色 重ね 測定項目 配合直後 135℃ 0.9 1.0 1.2 1.0 1.2 1.3 配合3時間後 135℃ 1.0 1.3 1.2 1.1 1.2 1.0 *回収・新溶剤の差異は、判然としない。 18 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 4.排ガス濃度 排ガ 濃度 排ガス濃度は下記の通りである。 基準 濃度 ｐｐｍC C 導入時目標値 導 時 標値 実測地 実 濃度 除去率 濃度 除去率 ｐｐｍC C ％ ｐｐｍC C ％ (導入時） 処理前 処理後 1400 11200 560 95以上 10240 80 99.2 (19年1月） 14501 処理前 1400 32 99.8 処 後 処理後 *導入後10ヶ月経過した時点でも排ガス除去能力に変化は みられない。 みられない 19 5.ユーテリティー(年間）と回収期間 回収酢 チ使用比率 回収期間 回収酢エチ使用比率 費 目 費 目 金額（千 ） 金額（千円） ガ ス （％） 2500 （年数） 電 力 電 力 720 現在 42 9.6 96 水 道 360 50 7.1 ボイラー用軟水化 ボイラー用軟水化 70 60 5.4 54 中和剤 100 本年夏目標 70 4.3 Kフイルタ Kフイルター交換代 交換代 900 80 3.6 36 排水処理代 120 使用開始初期 86 3.3 補修費 500 90 3.1 費用（維持費）計 5270 100 2.7 回収溶剤の使用比率向上が今後の課題である。 20 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 6 まとめ 6.まとめ 6-1.回収溶剤を使用したラミ加工品（エーテルタイプ接着剤）の品質 ラミネート・ヒートシール強度、残ソル値・官能臭等一般的に食品包材に要求される品質面で 新溶剤 新溶剤100％での加工品と明確な差異は見られない。また、ユーザーよりの苦情も特に発生 加 品と明確な差異は見られな また ザ より 苦情も特 発生 していない。 6-2.今後の課題 〇回収溶剤使用率の向上 ・エーテルタイプは現状回収溶剤60％での使用だが70～８０％までUPしても良さそうである。 ・エステルタイプはタイプによっては100％使用も可能なテストデータが出ているが、慎重に 進めたい。 進めたい ・接着剤のタイプにより、回収溶剤適性が変わるので、回収溶剤に適した接着剤の選定、 及び接着剤メーカーとタイアップした開発も必要である。 ポイント： ①経時増粘(ゲル化）がし難いこと。 ポイント： ①経時増粘(ゲル化）がし難いこと。 ② 々 変色し難いこと。 ③回収溶剤混合比率が高いこと。出来れば100％で使用可能なこと。 ・混合システムの工夫（調合機使用による滞留混合液の極少化＝使用分だけ混合） 〇回収溶剤 使用 当 は 接着剤と 相性もあると思われる 〇回収溶剤の使用に当っては、接着剤との相性もあると思われるので十分ご確認下さい。 十分ご確認 さ *当レポートに掲載したデータの大部分は、東洋インキ製造㈱様の「環境問題（省エネ、 省資源、排ガスによる環境汚染等）」に対する深いご理解とご尽力により作成・提供 されたものであることを付記し、感謝申し上げる次第です。 されたものであることを付記し 感謝申し上げる次第です 21 ドライラミ加工後の残ソル値の変化傾向 印刷基材／OPP、PET、印刷面積150％程度での参考値 *NYは水性印刷ではアルコールが残り易い。 印刷物 インキ種類 残ソル値 油 性 ノントルエン 1.0～ 25 2.5 油 性 トルエンタイプ 1.0～ 1 1.5 水 0.5 0.5～ 1.5 性 ラミ加工品 接着剤 ㎡） 油性 水性 油性 水性 水性 油性 残ソル値（単位：ｍｇ/ 1.5～3.0 05 15 0.5～1.5 1.5～4.0 0.5～2.5 0.05～1.0 0.05 1.0 1.0～2.5 *残ソル値としては油性加工品も十分なレベル確保がされていると思われるが、 *残ソル値としては油性加工品も十分なレベル確保がされていると思われるが 水性と異なり常にトラブル時に異常値が出る恐れを孕んでいる。 22 環境対策協議会主催(事務局：関東グラビア協同組合) [平成19年4月20日] 第八回環境対策協議会レジュメ 「排ガス回収・再利用によるVOC排出削減へのチャレンジ＆新技術による処理装置発表会」 p.69 乾燥とエネルギー効率 当社の機械別の実態 社 機械 実態 機種 用途 加工速度 （ｍ/分） 乾燥風量 （㎥/分） 全体 ユニット当り 使用温度 エネルギー効率 乾燥 +排ガス 処理 ６色機 表刷り (専用） 油性 120 150 120～150 220 37 45 65 45～65 〇 ７色機 裏刷り 油性 120～200 460 66 45～65 △ △～× １０色機 裏刷り 油性 水性 150～220 120～160 700 1090 70 109 45～65 50～80 △ × △～× △ ドライラミ 貼り合せ 油性 水性 80～200 150 180 180 ― ― 60～100 70～95 〇 × △ △ *乾燥（蒸発）エネルギー △ ｇ 50％水性 230 kcal／ｋｇ 100％水性 460 々 油性インキ 100％油性 80～100 々 〇印刷、DLの水性化もVOC処理まで含めたエネルギー消費量、環境への影響の視点で論議 〇印刷、 の水性化も 処理まで含めた ネルギ 消費量、環境 の影響の視点で論議 される必要があると思える。 水性インキ 23 ご静聴有難う御座いました。 24