塑料软包装印刷可持续评价指标初探

顾雪慈 曹磊（中环联合（北京）认证中心有限公司，北京 100029）

党和国家把可持续发展作为国家发展的基本战略，贯穿到从经济发展、社会公平、文明进步到人口控制、资源节约、环境保护的各个领域，落实到国家经济建设和社会发展的计划之中。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把生态文明建设作为关系中华民族永续发展的根本大计，生态文明是可持续发展的最终成果，促进可持续发展是建设生态文明的必经之路。

经济、技术、社会、环境分别为可持续发展的中心、手段、保障和基础。它在注重经济发展的同时也强调环境保护的重要性，生态环境保护已成为了社会发展的重要标志，为了更好的实现环境保护的目标，就需要促进经济更好的发展，为环境保护提供资金和技术的支持。同时，可持续的经济发展也需要有环境和资源的支持，它明确提出要节约资源，拉长产业链，使资源达到持续再利用的效果[1]。

企业可持续评价是指基于可持续发展理论，结合企业的实际，并借鉴现有理论与国内外文献，构建科学合理的综合评价模型，全面、科学、客观地评价企业的可持续发展能力。通过可持续评价，能够促进企业不断的改进和创新，促使利润和经营效率连续不断增长与提高，在经济、社会、环境方面协调发展。

随着人们对生活质量以及生存发展环境要求的不断提高，对塑料软包装印刷企业也提出了越来越严格的要求，如原材料要环保，生产过程要控制有害气体排放，节约资源能源等等。塑料软包装印刷企业想谋求长久发展和利润的持续增长，就要将可持续发展纳入企业的目标，可持续发展也必将为一些企业带来新的发展机会。开展塑料软包装印刷企业的可持续评价则是促进其可持续发展的重要手段。

1.塑料软包装印刷工艺

塑料软包装印刷是指利用印刷技术将油墨印刷在塑料薄膜等塑料软包装材料上的工艺。由于凹版印刷的印刷质量和稳定性比柔版印刷好，在国内，塑料软包装行业中凹版印刷仍是主导工艺，占印刷总量的99%以上，因此，本文主要讨论塑料软包装凹版印刷企业的可持续评价。

塑料软包装印刷过程中，通常需经过印刷、上光油、上胶、复合等多个单元，每个单元完成后需进行烘干再进入下一组生产单元，其主要工艺流程见下图。不同企业根据产品的不同，生产工艺流程会有些差异，如不含上光油及上光油后烘干、上胶及上胶后烘干或复合工序等[2]。

图1 塑料软包装印刷主要工艺流程

2.目前存在问题分析

根据塑料软包装印刷主要工艺流程，从印刷采用的原辅材料和生产过程两方面进行具体问题分析，原辅材料主要考虑油墨、胶黏剂、稀释剂和清洗剂等产生的影响，将生产过程分为印前、印中、印后三个阶段，并分析每个阶段产生的主要影响。

2.1 原辅材料

2.1.1 油墨

油墨一般由颜料、连接料、溶剂、填充料、助剂等组成。有机和无机颜料中，凹版油墨以有机颜料为主，尽量采用专为凹版油墨制造的耐溶剂、高强度颜料；连接料一般指树脂，在油墨中起分散介质作用，要求色浅并具有良好的印刷适应性；凹版油墨一般为挥发干燥的溶剂型油墨，在生产过程中对人员的健康有一定的损害并造成环境的污染，在溶剂选择上应尽量采用气味小的低毒性溶剂（如烷烃类、酮、酯类、溶纤剂等）；填充料可改善油墨的墨性并降低颜料的用量，可适当降低成本；助剂方面，名目繁多，类型各异，但原则是除了解决墨性问题外，尽量采用对附着力有帮助的材料[3]。

在凹版印刷油墨中含有大量挥发性有机溶剂，几乎占凹版印刷油墨重量的 50%，如二甲苯、甲苯、醋酸乙酯、丁酮等。一方面，这些低沸点高挥发性溶剂既有毒又可燃，是环境污染的主要因素。另一方面，凹版印刷速度高，又必须使用挥发性极强的快干油墨，还需要红外线辅助加热进行外部干燥，才能满足印刷要求，因此溶剂排放量大，造成凹版印刷在所有印刷工艺的环保问题中是尤为突出[4]。另外，油墨在印刷产品上的有机残留物还会继续污染环境。

2.1.2 其他原辅材料

印刷过程中用到的胶黏剂、稀释剂和清洗剂等材料多含有机溶剂，有机溶剂可溶解许多天然树脂和合成树脂，是塑料软包装印刷经常使用的原辅材料，在设备清洗、油墨稀释和产品覆膜中被大量使用。有机溶剂在完成它的作用后，会不断地向大气中散发，有机溶剂虽可以被生物降解，但对于工业和人口集中的地区，进入大气的有机溶剂局部含量过高，会对生态环境和人体健康造成危害。

2.2 生产过程关键环节分析

为了便于分析，将塑料软包装印刷生产过程分为印前、印中、印后三个阶段，分析每个阶段对应产生的主要影响，如下图所示。

图2 塑料软包装印刷生产过程和产生的主要影响

2.2.1 印前阶段分析

印前最主要的一个环节是制版，制版的关键考虑电镀铜的影响。凹版制版技术复杂、周期长，制版成本较高。近代凹版印刷的印版大都制作在圆滚筒表面，采用圆压圆的印刷方式。通常压印滚筒在上，印版滚筒在下。印版滚筒下部浸在油墨槽中，版面从槽中取得油墨。墨槽上方设有薄钢片刮刀压在印版滚筒表面，刮除版面上无图文处的油墨。由于凹版印刷机这种印刷方式，因此凹版印版必须呈圆筒形，才能上机印刷，这种圆筒形的印版称为凹版滚筒。凹版印版是以空心的铸铁或刚质的圆柱体的表面为基础，经镀铜最为版基，经过晒版、腐蚀等一系列的制版过程而制成的。电镀铜是制版的重要环节，其环境污染是最大的。制版中产生的废气和废水，也会对操作人员的健康有影响。因此，要考虑减少制版、进一步提高凹印版滚筒的利用率。

2.2.2 印中阶段分析

塑料软包装印刷过程中也存在诸多的问题：

（1）印刷过程中有大量的有机溶剂挥发排放，特别里印的高速凹版印刷机，据悉，一台200米/分钟的高速凹版印刷机，每天 24小时向大气中排放的有机溶剂的数量，可达2吨以上之多[5]。

（2）很多企业对的废气收集仅采用生产设备自带的废气收集系统，在供料、上胶、上光油、复合等工艺过程中，多数生产设备仅在侧面留有很小的吸风口或根本没有吸风口，使得大量的废气散发至车间。

其中供料槽的面积较大，且多为敞开状态，还需要不断向其中添加稀释剂以保证黏度要求，更是增加了车间内溶剂的无组织挥发。此外，还有一些企业未设置单独的原料调配间，在通过机械搅拌调配油墨、光油和胶水过程中未进行有效的密封或废气收集，采用溶剂清洗刮刀时废气未进行收集等情况不但加大溶剂的挥发，影响车间工人健康，溶剂的过分挥发会影响油墨的黏稠度从而导致颜色改变，甚至会把渗泡大量油墨的机材带到烘箱中造成溶剂最低爆炸浓度超标。

（3）企业为了降低成本，用甲苯调节油墨黏度，其后果不仅使残留的溶剂影响印刷品的安全性，也是造成凹印塑料软包装溶剂污染的主要原因。当采用甲苯作为油墨的溶剂时低极性的甲苯很容易被聚丙烯或聚乙烯薄膜所吸附，并且在烘道中很难从材料中完全脱附出去造成残留甲苯超标。甲苯作为毒性气体在生产过程中还会影响工人的健康。

（4）由于车间温度的影响，很多印刷企业在印刷过程中通常要给油墨中添加各种助剂，如防静电剂、快干剂或者慢干剂。这些添加剂的使用不仅加大了挥发性有机化合物（VOCs）回收的难度，还给环境造成危害。

（5）不少凹版印刷工厂在配备油墨时还依靠油墨工，他们凭借对颜色的敏感和使用油墨的经验配出的都是完全不可复制的配方，其配色可能会因心情有些微变化。同时，这种靠经验的配墨方式也不会十分精确，有时会产生过多的旧油墨。

2.2.3 印后阶段分析

印后阶段包含复合、裁切、包装等工序。目前印刷软包装的复合技术主要有干式复合、挤出复合、无溶剂复合等复合方式。就目前的现实情况而言，干式复合占据着最大的比重。首先在基材上均匀涂布液态胶黏剂，经过覆膜机的烘道让溶剂挥发干燥，经过热压辊热压后与第二层基材黏合成复合膜。干式复合常用溶剂型胶黏剂（一般是双组份聚酰酯胶黏剂），可选用醋酸乙酯作为溶剂，但是因为成本的原因，往往加入大量的甲苯，存在易燃、易爆的危险，同时也存在残留溶剂异味的安全卫生和环保问题[6]。因此，复合工序应主要考虑采用环保型复合胶黏剂，或采用挤出复合、无溶剂复合等复合方式，在满足复合软包装性能要求的基础上，最大限度减少溶剂排放量或不使用挥发性有机溶剂。

裁切、包装工序所涉及的问题主要为固体废弃物回收再利用，首先，要减少固体废弃物的产生，再就是要积极地促进固体废弃物回收再利用，有效地节约资源。

3.国家政策要求分析

为贯彻落实《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》、《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》有关要求，深入实施《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》，生态环境部2019年印发《重点行业挥发性有机物综合治理方案》（环大气[2019]53号）。方案明确指出：“重点推进塑料软包装印刷治理，积极推进使用低（无）VOCs含量原辅材料和环境友好型技术替代，全面加强无组织排放控制，建设高效末端净化设施”。针对方案提出的要求，企业可以采取的措施分析如下。

3.1 原辅材料及技术替代

原辅材料替代重点是推进使用低（无）VOCs含量油墨、胶黏剂、稀释剂和清洗剂等，主要是推广使用水醇性油墨、单一组分溶剂油墨，鼓励使用水性油墨、辐射固化油墨、紫外光固化光油、低（无）挥发和高沸点的清洁剂等。技术替代主要是推广使用无溶剂复合技术、共挤出复合技术。

以水作为溶剂的水性油墨是公认的环保油墨，同溶剂型凹版印刷油墨相比，水性油墨具有环保安全、耗墨小、成本低等优点。水性凹版印刷油墨作为甲苯类油墨的替代品已引起许多关注，水性油墨迟迟得不到普及的重要原因是由于水的表面张力较高，导致油墨难以润湿。如果要达到溶剂油墨的印刷速度和印刷质量，不但水性油墨本身需要先进的技术，而且凹版印刷设备及印刷版辊也需要改进，需要更强力的干燥设备以及必须使用耐腐蚀材料制造的印刷版辊、墨泵和刮刀等组件，从而极大地增加了企业的成本[4,7]。

水醇性油墨由于其中含有大量的助溶剂酒精之类的醇类物质，其表面张力可以方便调节到接近于塑料表面张力的水平，以利于油墨的流平，该油墨在异味、对人体健康的危害以及易燃易爆性等方面的弊端也显著降低，目前是环保部门治理VOCs 推荐使用的产品。水醇性油墨使用中有大量的挥发有机物质醇类的存在，因此，印刷的废气必须通过末端处理达标之后才能排放。

单一组分溶剂油墨配合包装印刷企业的溶剂回收系统，在实现VOCs达标排放的同时，将油墨中、以及印刷工序添加的溶剂，都实现了回收再利用，大大节约了成本。

辐射固化油墨相对于传统的溶剂型油墨最突出的特点就是快干、环保、节能、优质。

紫外光固化光油墨不使用溶剂，在很大程度上减少了VOCs对环境的污染，还具有干燥速度快、耗能少、光泽好、色彩鲜艳等特点。

低（无）挥发和高沸点的清洁剂减少了溶剂的挥发。

无溶剂复合技术、共挤出复合技术所使用的胶黏剂不含溶剂，同样减少了溶剂的挥发。

3.2 加强无组织排放控制

根据治理方案要求，加强无组织排放可以从以下几方面进行实施：车间中盛放有机溶剂的桶、罐要及时加盖密封；对于原料调配，可对搅拌容器加密封盖，或设置单独的调配间，对调配间进行换风收集废气，也可通过吸风罩收集；对于生产设备，有条件的情况下，可在整套生产设备外围设置封闭间，如果很难实现，重点需放在对供料槽及其周边废气的收集，供料槽下部的导流孔需用管道连接并通入供料桶中，供料桶需加盖密封；为不影响操作，可在供料槽上方设置穿孔管吸风，或在周边设置侧吸罩，企业可以根据生产条件选择适宜的收集方式；刮刀清洗过程中由于使用大量的溶剂，必须进行废气收集，可采用通风橱或吸风罩[2]。

3.3 建设高效末端净化设施

在生产线的后面，增加高效的后处理装置，对生产产生的VOCs进行净化处理，使之不排放到大气之中，也是治理的一种有效手段。在VOCs排放的末端治理领域，人们曾研究出了许多方法，诸如吸附法，等离子法，吸附催化燃烧，光催化氧化以及高温燃烧等等[5]，实践表面，仅采用低温等离子、光催化、光氧化、一次性活性炭吸附等单一技术净化效率较低，采用吸附浓缩+冷凝回收、吸附浓缩+燃烧、减风增浓+燃烧等复合处理技术能够得到高效的净化。

4.可持续评价指标构建

4.1 构建的原则

为了使评价指标科学、规范和并能在大范围内使用，其构建必须遵循以下原则。

4.1.1 综合性

企业可持续评价涉及多个方面，必须对它们的层次、结构和相互作用进行全面综合的分析，既不以偏概全，又突出主导因素的影响。

4.1.2 科学性

指标一定要建立在科学的基础上，数据来源可靠，评价方法科学，这样才能使评价结果真实而客观。

4.1.3 简单、明确并具有可操作性

指标过于复杂往往难以操作，指标的意义必须明确，应尽量避免相同或含义相近的变量重复出现，做到简明、概括且可操作。

4.2 指标选取

根据以上塑料软包装印刷印前、印中、印后三个阶段的问题分析，同时考虑到国家政策要求，将问题与要求逐条归类分纳为原辅材料使用、资源节约、能源节约、污染控制及废物回收利用 4大类指标，每个指标下设若干具体要求。

另外，从顺应社会要求、减少环境影响、经济发展可行等方面综合考虑指标的选取，企业为了环保加大污染治理设施的投入、采用无毒无害的原材料、进行设备设施改造，这势必会加大经济投入，但是，在重污染天气应对时，由于这些投入可能会减小企业停产限产力度，对企业的经济增长又有一定的促进作用。

4.2.1 原辅材料使用

油墨应分别对有害物、溶剂的使用种类、VOCs含量等环境指标进行控制。目前生态环境部已颁布了《环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨》（HJ/T 371）标准，对凹印油墨中重金属、挥发性有机化合物、苯类溶剂、卤代烃类溶剂、甲醇、氨及其化合物等提出了控制要求，同时对产品的安全使用做出了规定，可选择符合标准要求的油墨产品。此外，鼓励使用水性油墨、辐射固化油墨、紫外光固化光油也是未来发展的方向。受到设备、工艺和技术水平的限制，塑料软包装印刷依然需要使用大量溶剂，现阶段不能实现溶剂型的产品水性化，主要通过溶剂低毒化的发展提出要求。因此，提出油墨、胶黏剂、稀释剂和清洗剂不得使用表1中所列的溶剂。

表1 油墨、胶黏剂、稀释剂和清洗剂不得使用的溶剂

4.2.2 资源节约

资源节约方面具体要求主要是围绕提高版面材料利用率、减少油墨的消耗量、提高设备运转率、控制合理的印刷速度、提高产品合格率等，同时考虑制定有效的管理制度。

4.2.3 能源节约

印前制版电镀、干燥温度和风量控制、干燥余热回收利用、设备的有效使用等是能源节约指标具体要求的重点，同时还应考虑制定有效的管理制度。

4.2.4 污染控制及废物回收利用

生产废气的排放、印中和印后的溶剂收集和回用再处理、废弃物产生和回收率等具体要求归属为污染控制及废物回收利用指标，同时考虑制定有效的管理制度。

4.3 可持续评价指标要求

由以上分析结合生产实际，形成塑料软包装印刷可持续评价指标具体要求见表2。

表2 塑料软包装印刷可持续评价指标要求（续表）

表2 塑料软包装印刷可持续评价指标要求

结 语

目前，塑料软包装印刷行业的发展日益受到重视，通过对企业开展可持续评价，可以提高资源利用效率，节约能源，保护和改善环境，同时提高企业自身管理水平，形成竞争优势，从而促进塑料软包装印刷行业的可持续发展。

塑料软包装印刷行业是VOCs管控的重点行业，现在各个地方都意识到了管控的必要性和紧迫性，通过对塑料软包装印刷企业开展可持续评价，能够深入了解企业行业现状，对地方政策的制定可以提供一定的技术支撑。