软包装凹印行业绿色化现状及发展趋势

马平东

软包装凹印行业以石油产品为主要原料，属于能耗较高的行业。软包装凹印及复合加工过程中，由凹印机和复合机废气排放系统排放的含有机溶剂的废气不仅导致不可再生资源的浪费，还会造成环境的污染。同时，有机溶剂在使用过程中的挥发也会造成室内污染和生产安全问题。在当前社会背景下，发展绿色生产是软包装凹印行业的唯一出路。

凹印及复合工序VOCs治理

对于软包装凹印及复合生产过程中产生的VOCs，主要有三个治理措施，即源头治理、过程控制、末端治理。

1.源头控制

源头控制即从生产开端减少原辅材料中有机溶剂的使用量，从而达到VOCs减排目的。复合工序的主要措施是推广采用水性胶黏剂及无溶剂复合工艺，目前这两项技术已基本成熟并得到了广泛应用；凹印工序的主要措施是推行低VOCs或无VOCs排放的环保油墨、清洗剂等原辅材料的使用，例如推广凹印水性油墨、单一类型溶剂油墨等。

（1）推广凹印水性油墨和单一类型溶剂油墨

目前，国内许多油墨企业在研发软包装凹印水性油墨，并取得了一定的进展，但由于凹印水性油墨的干燥速度、附着牢度等问题还未彻底解决，所以目前仅得到局部使用，距离大面积推广应用还有很长的路要走。

为方便溶剂的回收，一些油墨企业已开始单一类型溶剂油墨的研发工作，但目前仍处于研发阶段。另外，也有企业成功研发了非石油类产品的油墨溶剂，并在一些中小型软包装凹印企业开始应用。

（2）无VOCs排放的环保凹印设备

无溶剂全UV塑料薄膜凹印机采用UV油墨，在印刷过程中无VOCs排放，该设备的研发已有两年之久，如今已取得重大进展。国内首台无溶剂全UV塑凹印刷机在Print China 2015展会上首次亮相，其由三家公司共同合作研发成功，陕西北人印刷机械有限责任公司提供凹印设备，中山优威印刷设备有限公司提供UV固化系统，中山诺必佳光学材料有限公司提供UV油墨。该设备有5个色组，其机械设计速度可达200m/min，现场演示速度为150m/min，可适用于各种纸张和薄膜（如PP、PET、镀铝膜、纯铝箔等薄膜基材）的印刷。

目前，尽管UV塑料薄膜凹印的相关技术还不是十分成熟，且使用成本较高，但其代表了一项革命性的技术方向。相信只要认真探索研究，未来一定会推出高品质、更完美的无溶剂UV塑料薄膜凹印机和UV塑料薄膜油墨。

2.过程控制

过程控制即在印刷加工过程中，通过提高烘干效率和改进生产现场管理等措施，达到VOCs减排的目的。过程控制的主要措施是对印刷机进行技术革新，使生产排放尾气的风量减小、浓度提高，同时增加热能利用率等。例如，增加LEL装置、减少车间现场的有机溶剂挥发、半封闭墨槽及墨槽加盖、增加全封闭挡墨装置等。

3.末端治理

末端治理目前主要有两个方向：一是回收，二是燃烧处理。此外，还有个别软包装凹印企业采用等离子技术对废气进行无害化处理。目前，业内一些大型软包装凹印企业已经开始对排放废气（溶剂）进行回收、燃烧或等离子无害化处理，但就全国软包装凹印行业来说，采用此类做法的企业所占比例极少（目前不到1%）。

（1）回收法

回收法主要是通过物理方法，改变温度、压力，或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来收集、分离有机气相污染物，主要有吸附、吸收、冷凝及膜分离技术。回收的挥发性有机物可以直接或经过简单纯化后返回工艺过程再利用，以减少原料的消耗，或者用于有机溶剂质量要求较低的生产工艺，抑或进行集中分离提纯。

干式复合工艺的有机溶剂单一、废气浓度高，其溶剂回收技术目前已比较成熟。采用干式复合VOCs溶剂回收系统的软包装凹印企业不仅取得了良好的社会效益，也取得了明显的经济效益。但对于软包装凹印工序来说，虽然也可对排放废气中的有机溶剂进行有效回收，但由于回收系统投资大、运营和维护成本高、回收溶剂纯度不够、印刷回收的酯类溶剂带有酸味等原因，所取得的经济效益并不明显。加之国家暂未出台针对凹印工艺的统一VOCs限排政策，大多凹印企业并没有对有机废气进行积极处理，而是直接排放或简单处理后高空排放。

（2）蓄热式催化燃烧法

蓄热式催化燃烧废气处理是将印刷和复合生产过程中排放出来的有机废气进行二次加热，在重金属催化作用下分解成二氧化碳和水蒸气，然后再经过排风机排至室外，在此过程中，可将燃烧产生的热能收集并加以利用。目前，国内已有部分软包装凹印企业采用该工艺对有机废气进行处理，达到了较好的效果。

（3）低温等离子技术

低温等离子技术处理有机废气的原理为：在外加电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击有机废气大分子，使其电离、解离和激发，然后引发一系列复杂的物理和化学反应，使复杂大分子有机废气转变为无害物质，从而达到降解的目的。

热风节能技术

目前，在软包装凹印设备及复合设备上应用的热风节能技术主要有热泵供热技术、热管技术和带有LEL控制的全自动热风循环系统3种。

1.热泵供热技术

热泵能效远高于电加热，目前软包装凹印设备上使用的热泵一般为空气能热泵，经实际测试可节能60%～70%。

2.热管技术

采用热管技术的热风系统在运行时，热风进入烘箱，经出风口排出，出风口处配置二次回风装置，一部分出风参与二次热能循环被直接利用，另一部分出风作为安全排风排出系统。作为安全排风的这部分热风，采用热管换热器对其余热进行高效回收利用。

3.带有LEL控制的全自动热风循环系统

采用带有LEL控制的全自动热风循环系统可以达到以下效果：①在满足LEL最低爆炸极限和溶剂残留不超标的前提下，最大限度地对二次回风进行利用，在节能的同时，尾气减排30%～50%；②排风量相应减小，可大幅缩减30%～40%的尾气处理投资。endprint

除此之外，风机智能控制系统、蓄能供热装置、LED灯、太阳能加热等节能技术在软包装凹印企业中也得到了部分应用。

坚持绿色发展

1.降低损耗

在软包装加工过程中，原辅材料、油墨和胶黏剂的成本几乎占到印品总成本的70%～80%，不管是材料、能源还是时间的浪费（如在换卷、换活件过程中），都会对企业生产经营造成负面的影响及成本的增加，因此在生产中要尽量减少这些浪费，才能有效降低成本。

软包装凹印生产过程中开机调试和套印不准产生的废料所造成的材料损耗最大，如果将精细调整操作和工艺步骤紧密地联系起来，将可获得一个稳定的、可预测的废料值。目前，国内已有凹印设备制造企业成功采用快速预套准、高精度张力控制等最新技术，使得凹印设备裁切损失、设备重新启动损失（已套准）、换单损失、重新开始以前存储过的订单损失、降速损失等达到相当低的水平，甚至在某些方面优于国际先进水平。

2，减少操作辅助时间

国内技术较为先进的凹印设备通过采用一系列新技术，使得操作辅助时间得到大幅缩短，例如，上版、上墨一体化小车实现了上版、运版、上墨一体化的操作，可离线清洗版辊及墨槽；快速上墨系统可以将有机溶剂从溶剂房直接供入墨盘，供入量由油墨黏度控制仪进行控制；套筒式压辊技术无需工装更换，劳动强度降低，更换时间大大缩短；快速更换刮刀技术能够实现刮刀的快速更换；激光对边系统、安全卡盘快速装夹系统实现快速上下卷；故障显示和报警系统帮助维修人员快速诊断并对故障进行处理；历史故障报警指示系统可减少维修人员排查故障的时间。

3.通过印刷版面设计减少耗材的用量

（1）套色标记、分切标记、制袋标记、网点信号条等应尽量采用较小的尺寸、合理的颜色，以期减少薄膜或纸张的损耗。

（2）减少专色版、专色油墨的使用，尽量用原色或叠色代替，以节约版材与油墨的使用量。

（3）减少颜色数目、优化版面设计、减少印刷面积（重叠率）。

4.提高效率及自动化水平，减少对人的依赖

近年来，随着国内机械制造整体水平的提升，国产凹印设备也一直在不断地创新，并获得了喜人的成果。目前，凹印机最高速度已达到400米/分钟，印刷效率大大提高。同时，高速凹印机的自动化水平也在不断提高，全自动上下卷技术、全自动裁切技术及在线检测装置在凹印设备上的应用，减少了设备对操作人员的依赖，大大提高了设备的生产效率。endprint