軟包裝凹印行業綠色化現狀及發展趨勢

馬平東

軟包裝凹印行業以石油產品為主要原料，屬于能耗較高的行業。軟包裝凹印及復合加工過程中，由凹印機和復合機廢氣排放系統排放的含有機溶劑的廢氣不僅導致不可再生資源的浪費，還會造成環境的污染。同時，有機溶劑在使用過程中的揮發也會造成室內污染和生產安全問題。在當前社會背景下，發展綠色生產是軟包裝凹印行業的唯一出路。

凹印及復合工序VOCs治理

對于軟包裝凹印及復合生產過程中產生的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

源頭控制即從生產開端減少原輔材料中有機溶劑的使用量，從而達到VOCs減排目的。復合工序的主要措施是推廣采用水性膠黏劑及無溶劑復合工藝，目前這兩項技術已基本成熟并得到了廣泛應用；凹印工序的主要措施是推行低VOCs或無VOCs排放的環保油墨、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，國內許多油墨企業在研發軟包裝凹印水性油墨，并取得了一定的進展，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，距離大面積推廣應用還有很長的路要走。

為方便溶劑的回收，一些油墨企業已開始單一類型溶劑油墨的研發工作，但目前仍處于研發階段。另外，也有企業成功研發了非石油類產品的油墨溶劑，并在一些中小型軟包裝凹印企業開始應用。

（2）無VOCs排放的環保凹印設備

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，該設備的研發已有兩年之久，如今已取得重大進展。國內首臺無溶劑全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成功，陜西北人印刷機械有限責任公司提供凹印設備，中山優威印刷設備有限公司提供UV固化系統，中山諾必佳光學材料有限公司提供UV油墨。該設備有5個色組，其機械設計速度可達200m/min，現場演示速度為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技術還不是十分成熟，且使用成本較高，但其代表了一項革命性的技術方向。相信只要認真探索研究，未來一定會推出高品質、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生產現場管理等措施，達到VOCs減排的目的。過程控制的主要措施是對印刷機進行技術革新，使生產排放尾氣的風量減小、濃度提高，同時增加熱能利用率等。例如，增加LEL裝置、減少車間現場的有機溶劑揮發、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采用等離子技術對廢氣進行無害化處理。目前，業內一些大型軟包裝凹印企業已經開始對排放廢氣（溶劑）進行回收、燃燒或等離子無害化處理，但就全國軟包裝凹印行業來說，采用此類做法的企業所占比例極少（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。回收的揮發性有機物可以直接或經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量要求較低的生產工藝，抑或進行集中分離提純。

干式復合工藝的有機溶劑單一、廢氣濃度高，其溶劑回收技術目前已比較成熟。采用干式復合VOCs溶劑回收系統的軟包裝凹印企業不僅取得了良好的社會效益，也取得了明顯的經濟效益。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行有效回收，但由于回收系統投資大、運營和維護成本高、回收溶劑純度不夠、印刷回收的酯類溶劑帶有酸味等原因，所取得的經濟效益并不明顯。加之國家暫未出臺針對凹印工藝的統一VOCs限排政策，大多凹印企業并沒有對有機廢氣進行積極處理，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合生產過程中排放出來的有機廢氣進行二次加熱，在重金屬催化作用下分解成二氧化碳和水蒸氣，然后再經過排風機排至室外，在此過程中，可將燃燒產生的熱能收集并加以利用。目前，國內已有部分軟包裝凹印企業采用該工藝對有機廢氣進行處理，達到了較好的效果。

（3）低溫等離子技術

低溫等離子技術處理有機廢氣的原理為：在外加電場的作用下，介質放電產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，然后引發一系列復雜的物理和化學反應，使復雜大分子有機廢氣轉變為無害物質，從而達到降解的目的。

熱風節能技術

目前，在軟包裝凹印設備及復合設備上應用的熱風節能技術主要有熱泵供熱技術、熱管技術和帶有LEL控制的全自動熱風循環系統3種。

1.熱泵供熱技術

熱泵能效遠高于電加熱，目前軟包裝凹印設備上使用的熱泵一般為空氣能熱泵，經實際測試可節能60%～70%。

2.熱管技術

采用熱管技術的熱風系統在運行時，熱風進入烘箱，經出風口排出，出風口處配置二次回風裝置，一部分出風參與二次熱能循環被直接利用，另一部分出風作為安全排風排出系統。作為安全排風的這部分熱風，采用熱管換熱器對其余熱進行高效回收利用。

3.帶有LEL控制的全自動熱風循環系統

采用帶有LEL控制的全自動熱風循環系統可以達到以下效果：①在滿足LEL最低爆炸極限和溶劑殘留不超標的前提下，最大限度地對二次回風進行利用，在節能的同時，尾氣減排30%～50%；②排風量相應減小，可大幅縮減30%～40%的尾氣處理投資。endprint

除此之外，風機智能控制系統、蓄能供熱裝置、LED燈、太陽能加熱等節能技術在軟包裝凹印企業中也得到了部分應用。

堅持綠色發展

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），都會對企業生產經營造成負面的影響及成本的增加，因此在生產中要盡量減少這些浪費，才能有效降低成本。

軟包裝凹印生產過程中開機調試和套印不準產生的廢料所造成的材料損耗最大，如果將精細調整操作和工藝步驟緊密地聯系起來，將可獲得一個穩定的、可預測的廢料值。目前，國內已有凹印設備制造企業成功采用快速預套準、高精度張力控制等最新技術，使得凹印設備裁切損失、設備重新啟動損失（已套準）、換單損失、重新開始以前存儲過的訂單損失、降速損失等達到相當低的水平，甚至在某些方面優于國際先進水平。

2，減少操作輔助時間

國內技術較為先進的凹印設備通過采用一系列新技術，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行控制；套筒式壓輥技術無需工裝更換，勞動強度降低，更換時間大大縮短；快速更換刮刀技術能夠實現刮刀的快速更換；激光對邊系統、安全卡盤快速裝夾系統實現快速上下卷；故障顯示和報警系統幫助維修人員快速診斷并對故障進行處理；歷史故障報警指示系統可減少維修人員排查故障的時間。

3.通過印刷版面設計減少耗材的用量

（1）套色標記、分切標記、制袋標記、網點信號條等應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，以節約版材與油墨的使用量。

（3）減少顏色數目、優化版面設計、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，隨著國內機械制造整體水平的提升，國產凹印設備也一直在不斷地創新，并獲得了喜人的成果。目前，凹印機最高速度已達到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、全自動裁切技術及在線檢測裝置在凹印設備上的應用，減少了設備對操作人員的依賴，大大提高了設備的生產效率。endprint