軟包裝凹印行業(yè)綠色化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

馬平東

軟包裝凹印行業(yè)以石油產(chǎn)品為主要原料，屬于能耗較高的行業(yè)。軟包裝凹印及復(fù)合加工過程中，由凹印機和復(fù)合機廢氣排放系統(tǒng)排放的含有機溶劑的廢氣不僅導(dǎo)致不可再生資源的浪費，還會造成環(huán)境的污染。同時，有機溶劑在使用過程中的揮發(fā)也會造成室內(nèi)污染和生產(chǎn)安全問題。在當(dāng)前社會背景下，發(fā)展綠色生產(chǎn)是軟包裝凹印行業(yè)的唯一出路。

凹印及復(fù)合工序VOCs治理

對于軟包裝凹印及復(fù)合生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的VOCs，主要有三個治理措施，即源頭治理、過程控制、末端治理。

1.源頭控制

源頭控制即從生產(chǎn)開端減少原輔材料中有機溶劑的使用量，從而達(dá)到VOCs減排目的。復(fù)合工序的主要措施是推廣采用水性膠黏劑及無溶劑復(fù)合工藝，目前這兩項技術(shù)已基本成熟并得到了廣泛應(yīng)用；凹印工序的主要措施是推行低VOCs或無VOCs排放的環(huán)保油墨、清洗劑等原輔材料的使用，例如推廣凹印水性油墨、單一類型溶劑油墨等。

（1）推廣凹印水性油墨和單一類型溶劑油墨

目前，國內(nèi)許多油墨企業(yè)在研發(fā)軟包裝凹印水性油墨，并取得了一定的進(jìn)展，但由于凹印水性油墨的干燥速度、附著牢度等問題還未徹底解決，所以目前僅得到局部使用，距離大面積推廣應(yīng)用還有很長的路要走。

為方便溶劑的回收，一些油墨企業(yè)已開始單一類型溶劑油墨的研發(fā)工作，但目前仍處于研發(fā)階段。另外，也有企業(yè)成功研發(fā)了非石油類產(chǎn)品的油墨溶劑，并在一些中小型軟包裝凹印企業(yè)開始應(yīng)用。

（2）無VOCs排放的環(huán)保凹印設(shè)備

無溶劑全UV塑料薄膜凹印機采用UV油墨，在印刷過程中無VOCs排放，該設(shè)備的研發(fā)已有兩年之久，如今已取得重大進(jìn)展。國內(nèi)首臺無溶劑全UV塑凹印刷機在Print China 2015展會上首次亮相，其由三家公司共同合作研發(fā)成功，陜西北人印刷機械有限責(zé)任公司提供凹印設(shè)備，中山優(yōu)威印刷設(shè)備有限公司提供UV固化系統(tǒng)，中山諾必佳光學(xué)材料有限公司提供UV油墨。該設(shè)備有5個色組，其機械設(shè)計速度可達(dá)200m/min，現(xiàn)場演示速度為150m/min，可適用于各種紙張和薄膜（如PP、PET、鍍鋁膜、純鋁箔等薄膜基材）的印刷。

目前，盡管UV塑料薄膜凹印的相關(guān)技術(shù)還不是十分成熟，且使用成本較高，但其代表了一項革命性的技術(shù)方向。相信只要認(rèn)真探索研究，未來一定會推出高品質(zhì)、更完美的無溶劑UV塑料薄膜凹印機和UV塑料薄膜油墨。

2.過程控制

過程控制即在印刷加工過程中，通過提高烘干效率和改進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)場管理等措施，達(dá)到VOCs減排的目的。過程控制的主要措施是對印刷機進(jìn)行技術(shù)革新，使生產(chǎn)排放尾氣的風(fēng)量減小、濃度提高，同時增加熱能利用率等。例如，增加LEL裝置、減少車間現(xiàn)場的有機溶劑揮發(fā)、半封閉墨槽及墨槽加蓋、增加全封閉擋墨裝置等。

3.末端治理

末端治理目前主要有兩個方向：一是回收，二是燃燒處理。此外，還有個別軟包裝凹印企業(yè)采用等離子技術(shù)對廢氣進(jìn)行無害化處理。目前，業(yè)內(nèi)一些大型軟包裝凹印企業(yè)已經(jīng)開始對排放廢氣（溶劑）進(jìn)行回收、燃燒或等離子無害化處理，但就全國軟包裝凹印行業(yè)來說，采用此類做法的企業(yè)所占比例極少（目前不到1%）。

（1）回收法

回收法主要是通過物理方法，改變溫度、壓力，或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來收集、分離有機氣相污染物，主要有吸附、吸收、冷凝及膜分離技術(shù)?；厥盏膿]發(fā)性有機物可以直接或經(jīng)過簡單純化后返回工藝過程再利用，以減少原料的消耗，或者用于有機溶劑質(zhì)量要求較低的生產(chǎn)工藝，抑或進(jìn)行集中分離提純。

干式復(fù)合工藝的有機溶劑單一、廢氣濃度高，其溶劑回收技術(shù)目前已比較成熟。采用干式復(fù)合VOCs溶劑回收系統(tǒng)的軟包裝凹印企業(yè)不僅取得了良好的社會效益，也取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但對于軟包裝凹印工序來說，雖然也可對排放廢氣中的有機溶劑進(jìn)行有效回收，但由于回收系統(tǒng)投資大、運營和維護(hù)成本高、回收溶劑純度不夠、印刷回收的酯類溶劑帶有酸味等原因，所取得的經(jīng)濟(jì)效益并不明顯。加之國家暫未出臺針對凹印工藝的統(tǒng)一VOCs限排政策，大多凹印企業(yè)并沒有對有機廢氣進(jìn)行積極處理，而是直接排放或簡單處理后高空排放。

（2）蓄熱式催化燃燒法

蓄熱式催化燃燒廢氣處理是將印刷和復(fù)合生產(chǎn)過程中排放出來的有機廢氣進(jìn)行二次加熱，在重金屬催化作用下分解成二氧化碳和水蒸氣，然后再經(jīng)過排風(fēng)機排至室外，在此過程中，可將燃燒產(chǎn)生的熱能收集并加以利用。目前，國內(nèi)已有部分軟包裝凹印企業(yè)采用該工藝對有機廢氣進(jìn)行處理，達(dá)到了較好的效果。

（3）低溫等離子技術(shù)

低溫等離子技術(shù)處理有機廢氣的原理為：在外加電場的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊有機廢氣大分子，使其電離、解離和激發(fā)，然后引發(fā)一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，使復(fù)雜大分子有機廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)，從而達(dá)到降解的目的。

熱風(fēng)節(jié)能技術(shù)

目前，在軟包裝凹印設(shè)備及復(fù)合設(shè)備上應(yīng)用的熱風(fēng)節(jié)能技術(shù)主要有熱泵供熱技術(shù)、熱管技術(shù)和帶有LEL控制的全自動熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)3種。

1.熱泵供熱技術(shù)

熱泵能效遠(yuǎn)高于電加熱，目前軟包裝凹印設(shè)備上使用的熱泵一般為空氣能熱泵，經(jīng)實際測試可節(jié)能60%～70%。

2.熱管技術(shù)

采用熱管技術(shù)的熱風(fēng)系統(tǒng)在運行時，熱風(fēng)進(jìn)入烘箱，經(jīng)出風(fēng)口排出，出風(fēng)口處配置二次回風(fēng)裝置，一部分出風(fēng)參與二次熱能循環(huán)被直接利用，另一部分出風(fēng)作為安全排風(fēng)排出系統(tǒng)。作為安全排風(fēng)的這部分熱風(fēng)，采用熱管換熱器對其余熱進(jìn)行高效回收利用。

3.帶有LEL控制的全自動熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)

采用帶有LEL控制的全自動熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)可以達(dá)到以下效果：①在滿足LEL最低爆炸極限和溶劑殘留不超標(biāo)的前提下，最大限度地對二次回風(fēng)進(jìn)行利用，在節(jié)能的同時，尾氣減排30%～50%；②排風(fēng)量相應(yīng)減小，可大幅縮減30%～40%的尾氣處理投資。endprint

除此之外，風(fēng)機智能控制系統(tǒng)、蓄能供熱裝置、LED燈、太陽能加熱等節(jié)能技術(shù)在軟包裝凹印企業(yè)中也得到了部分應(yīng)用。

堅持綠色發(fā)展

1.降低損耗

在軟包裝加工過程中，原輔材料、油墨和膠黏劑的成本幾乎占到印品總成本的70%～80%，不管是材料、能源還是時間的浪費（如在換卷、換活件過程中），都會對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營造成負(fù)面的影響及成本的增加，因此在生產(chǎn)中要盡量減少這些浪費，才能有效降低成本。

軟包裝凹印生產(chǎn)過程中開機調(diào)試和套印不準(zhǔn)產(chǎn)生的廢料所造成的材料損耗最大，如果將精細(xì)調(diào)整操作和工藝步驟緊密地聯(lián)系起來，將可獲得一個穩(wěn)定的、可預(yù)測的廢料值。目前，國內(nèi)已有凹印設(shè)備制造企業(yè)成功采用快速預(yù)套準(zhǔn)、高精度張力控制等最新技術(shù)，使得凹印設(shè)備裁切損失、設(shè)備重新啟動損失（已套準(zhǔn)）、換單損失、重新開始以前存儲過的訂單損失、降速損失等達(dá)到相當(dāng)?shù)偷乃剑踔猎谀承┓矫鎯?yōu)于國際先進(jìn)水平。

2，減少操作輔助時間

國內(nèi)技術(shù)較為先進(jìn)的凹印設(shè)備通過采用一系列新技術(shù)，使得操作輔助時間得到大幅縮短，例如，上版、上墨一體化小車實現(xiàn)了上版、運版、上墨一體化的操作，可離線清洗版輥及墨槽；快速上墨系統(tǒng)可以將有機溶劑從溶劑房直接供入墨盤，供入量由油墨黏度控制儀進(jìn)行控制；套筒式壓輥技術(shù)無需工裝更換，勞動強度降低，更換時間大大縮短；快速更換刮刀技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)刮刀的快速更換；激光對邊系統(tǒng)、安全卡盤快速裝夾系統(tǒng)實現(xiàn)快速上下卷；故障顯示和報警系統(tǒng)幫助維修人員快速診斷并對故障進(jìn)行處理；歷史故障報警指示系統(tǒng)可減少維修人員排查故障的時間。

3.通過印刷版面設(shè)計減少耗材的用量

（1）套色標(biāo)記、分切標(biāo)記、制袋標(biāo)記、網(wǎng)點信號條等應(yīng)盡量采用較小的尺寸、合理的顏色，以期減少薄膜或紙張的損耗。

（2）減少專色版、專色油墨的使用，盡量用原色或疊色代替，以節(jié)約版材與油墨的使用量。

（3）減少顏色數(shù)目、優(yōu)化版面設(shè)計、減少印刷面積（重疊率）。

4.提高效率及自動化水平，減少對人的依賴

近年來，隨著國內(nèi)機械制造整體水平的提升，國產(chǎn)凹印設(shè)備也一直在不斷地創(chuàng)新，并獲得了喜人的成果。目前，凹印機最高速度已達(dá)到400米/分鐘，印刷效率大大提高。同時，高速凹印機的自動化水平也在不斷提高，全自動上下卷技術(shù)、全自動裁切技術(shù)及在線檢測裝置在凹印設(shè)備上的應(yīng)用，減少了設(shè)備對操作人員的依賴，大大提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率。endprint