2016年，許多軟包裝凹印企業(yè)因環(huán)境問題多次停產(chǎn)限產(chǎn)，尤其是位于北京周邊的企業(yè)。2016年的“G20藍(lán)”和第四季度的環(huán)保風(fēng)潮是無數(shù)實(shí)體行業(yè)老板心中永遠(yuǎn)的痛，工廠在未獲任何經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償和稅收減免的情況下，被迫多次停產(chǎn)、限產(chǎn)，軟包裝凹印企業(yè)的承受力已經(jīng)達(dá)到了極限。2017年，他們面臨的最大問題依然是環(huán)保，可以預(yù)知，在這次環(huán)保浪潮下，整個軟包裝凹印行業(yè)的洗牌已不可避免。想要獲得長足發(fā)展，軟包裝凹印企業(yè)不僅要看清現(xiàn)狀，更要做好充分的準(zhǔn)備。

軟包裝凹印行業(yè)VOCs治理現(xiàn)狀

當(dāng)前，軟包裝凹印行業(yè)中，凹印及復(fù)合工序VOCs減排是當(dāng)務(wù)之急。如何選擇合適的VOCs技術(shù)路線及治理設(shè)備，成為業(yè)內(nèi)企業(yè)面臨的大考。選擇得當(dāng)，可以增強(qiáng)企業(yè)競爭力，獲得持續(xù)發(fā)展的空間，讓企業(yè)脫穎而出;選擇不當(dāng)，則會讓企業(yè)因成本上升或環(huán)保壓力喪失競爭力。

我們欣喜地看到，經(jīng)過幾年的努力，整個行業(yè)從開始的不知所措，到思路逐漸清晰，VOCs治理理念發(fā)生根本變化，業(yè)內(nèi)基本已初步形成“應(yīng)治、能治、該治、必治，標(biāo)本兼治、全程控制，源頭控制與末端治理雙管齊下、重在源頭”的治理理念。

同時，治理效果初見成效。目前就源頭控制而言，無溶劑復(fù)合技術(shù)和水性膠黏劑復(fù)合技術(shù)已得到越來越多的應(yīng)用，水墨技術(shù)逐步市場化。就過程控制而言，減風(fēng)技術(shù)不斷涌現(xiàn)。末端治理是企業(yè)目前選擇最多，也是較易出效果的控制方式。但從現(xiàn)實(shí)情況來看，中小型軟包裝凹印企業(yè)的末端治理難度最大，由于其訂單小、散，工況變化大，加之印刷設(shè)備排風(fēng)量大、排放濃度低，現(xiàn)有的常規(guī)末端治理技術(shù)難以無縫對接，出現(xiàn)了設(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、處理效果差的難題。當(dāng)前我國已投資VOCs末端治理的凹印企業(yè)所占比例很低。

軟包裝凹印行業(yè)VOCs減排的源頭控制

從軟包裝生產(chǎn)的源頭減少溶劑的使用量，從長遠(yuǎn)來講是實(shí)現(xiàn)VOCs減排的根本措施。

1.無溶劑復(fù)合技術(shù)

無溶劑復(fù)合技術(shù)目前已基本發(fā)展成熟，可用于輕質(zhì)包裝、重包裝、液體包裝、冷凍包裝(-40℃)、水煮包裝(100℃)等。不過，用于高溫蒸煮包裝(135℃)、耐介質(zhì)包裝、鋁箔包裝的無溶劑復(fù)合技術(shù)尚未成熟，有待進(jìn)一步研發(fā)。

從技術(shù)角度上看，無溶劑復(fù)合對溶劑型干式復(fù)合的可替代比例已達(dá)到80%以上。如果能全面得到推廣，預(yù)計VOCs減排量可達(dá)48萬

噸/年。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國已累計安裝無溶劑復(fù)合生產(chǎn)線約1000條，無溶劑復(fù)合在整個復(fù)合工藝中所占比例約為9%。2012～2016年新增無溶劑復(fù)合生產(chǎn)線增長率年均超過30%(按臺數(shù)計)，國產(chǎn)設(shè)備的比例不斷提高(超過85%)。無溶劑復(fù)合技術(shù)已形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，相應(yīng)的供應(yīng)商數(shù)量快速增加，其中國內(nèi)無溶劑復(fù)合設(shè)備供應(yīng)商數(shù)量超過20家，無溶劑膠黏劑供應(yīng)商數(shù)量超過35家。

另外，雙頭涂布無溶劑復(fù)合技術(shù)是值得關(guān)注的新技術(shù)，因?yàn)槠渌俣葮O快，印刷基材殘留的醇類或?qū)Νh(huán)境濕度的影響可忽略不計。這意味著不再需要混膠泵，即因混膠泵產(chǎn)生的質(zhì)量問題，不再是困擾軟包裝凹印企業(yè)的問題。而且，改用普通泵，設(shè)備中午停機(jī)時也無需清洗。

目前國內(nèi)已有如新東方、康達(dá)新材料、玉立等多家膠黏劑生產(chǎn)商推出了快干固化型無溶劑復(fù)合膠黏劑，重慶鑫仕達(dá)等企業(yè)推出了國產(chǎn)雙頭涂布無溶劑復(fù)合設(shè)備。并且，目前國內(nèi)已有軟包裝凹印企業(yè)購入國產(chǎn)雙頭涂布無溶劑復(fù)合設(shè)備，這是一個有益嘗試。

盡管相比傳統(tǒng)無溶劑復(fù)合工藝來說，雙頭涂布無溶劑復(fù)合工藝是一項(xiàng)革命性升級，但這項(xiàng)技術(shù)尚剛剛起步，其并不是簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)改變，該技術(shù)對設(shè)備精度和雙組分膠配比的控制方式都有新的要求，是否值得大范圍推廣還有待市場驗(yàn)證。

2.水性膠黏劑

(1)水性丙烯酸膠黏劑

目前水性丙烯酸膠黏劑主要應(yīng)用于方便面、膨化食品、餅干、掛面、糖果等輕型軟包裝，使用范圍相對較小，與溶劑型膠黏劑相比功能性要少許多。同時，因水性丙烯酸膠黏劑的載體為水，零度以下會發(fā)生冰凍，這勢必會對原使用性能造成影響，故北方地區(qū)使用水性丙烯酸膠黏劑的企業(yè)比南方地區(qū)要少。

目前，市場上水性丙烯酸膠黏劑仍以羅門哈斯系列產(chǎn)品為主，占據(jù)近一半的市場份額，諸多國產(chǎn)膠黏劑爭奪其余市場份額，國產(chǎn)水性丙烯酸膠黏劑的發(fā)展任重道遠(yuǎn)。

(2)水性聚氨酯膠黏劑

水性聚氨酯膠黏劑除具備其他水性膠黏劑的基本優(yōu)勢外，還具有溶劑型聚氨酯膠黏劑的基本性能，即耐水煮、冷凍、可抽真空、可熱封制袋、可燙拉鏈等特性，適應(yīng)基材廣泛，不分層次、不分結(jié)構(gòu)、不分輕重包裝，可在現(xiàn)有干式復(fù)合機(jī)上使用，基本能解決多年來復(fù)合鍍鋁膜轉(zhuǎn)移問題，且復(fù)合膜的復(fù)合牢度后期不衰減，目前已開始在市場上逐步應(yīng)用。

從復(fù)合成本上來說，溶劑型聚氨酯膠黏劑較高，水性聚氨酯膠黏劑居中，無溶劑聚氨酯膠黏劑較低。沒有無溶劑復(fù)合機(jī)的軟包裝凹印企業(yè)，可以在大部分產(chǎn)品上用水性聚氨酯膠黏劑來替代溶劑型聚氨酯膠黏劑，但要求干式復(fù)合機(jī)具有較好的干燥能力。

水性聚氨酯膠黏劑目前處于批量應(yīng)用的推廣階段，抗疲勞性還有待市場驗(yàn)證。

3.凹印水墨

目前，國內(nèi)已有十幾家油墨企業(yè)聲稱研制成功凹印水墨并投放市場，而且國內(nèi)所有一線凹印機(jī)制造商和部分二線凹印機(jī)制造商都相繼推出了適應(yīng)水墨的凹印機(jī)。運(yùn)城制版等制版企業(yè)也推出適應(yīng)水墨的淺版。目前看來，水墨、水墨凹印機(jī)、水墨淺版及水墨刮刀等水墨應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈已成雛形。

總體來說，水墨對傳統(tǒng)溶劑墨的替代率很低，許多軟包裝凹印企業(yè)很大程度上是將其作為一種技術(shù)儲備，小批量試用的較多，真正大批量應(yīng)用的還較少。但無論如何，水墨的成功試用是良好的開端，需要油墨制造商、凹印機(jī)制造商、軟包裝凹印企業(yè)不斷努力，助其成熟。

(1)水墨的研發(fā)及應(yīng)用

目前，對于水墨的定義，業(yè)界仍然存在分歧：一種看法是，按國家標(biāo)準(zhǔn)《水性薄膜凹印復(fù)合油墨》(GB/T 26394-2011)，油墨體系中除了固形物之外，醇類溶劑≤30%，即可稱為水墨。另一種看法是，油墨體系中除了固形物之外，醇類溶劑≤5%才能稱為水墨。還有一種看法則認(rèn)為，使用100%水作為稀釋劑的油墨才可稱為水墨或全水油墨。對此，筆者建議國家相關(guān)部門應(yīng)對相關(guān)水墨標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂或分級。

目前，用于軟包裝的凹印水墨研發(fā)已取得階段性進(jìn)展，初步解決了水墨的初干、徹干問題，油墨對基材的潤濕問題、體系對顏料的分散問題，適應(yīng)淺版印刷的遮蓋力問題。筆者建議軟包裝凹印企業(yè)在使用凹印水墨時要循序漸進(jìn)，在熟練使用白墨后，再增加色墨使用，這樣既可以減少版費(fèi)支出，也可以減少一次性全色轉(zhuǎn)換可能帶來的風(fēng)險。關(guān)于軟包裝用水墨的使用進(jìn)展情況，筆者總結(jié)如下。

①適用于PE、PP薄膜表印的水墨相對成熟，如購物袋等。

②適用于BOPP、BOPET薄膜里印的水墨接近成熟，如一些印刷要求較低的復(fù)合里印。

③目前的水墨尚不能完全適用于BOPA尼龍薄膜里印，有待于油墨制造商的進(jìn)一步研發(fā)。

水墨要想真正做到大面積推廣，還需不斷完善。骨干油墨制造商正在發(fā)力水墨研發(fā)，我們期待水墨突破的方向是，一是真正水墨化。二是具有環(huán)保性及安全性，水墨中必須添加的助劑及表面活性劑，應(yīng)符合GB 9685-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》的要求。三是提高印刷適性。

(2)水墨凹印機(jī)及水墨淺版

通過優(yōu)化烘箱設(shè)計和循環(huán)排風(fēng)設(shè)計，大大提升了凹印機(jī)的干燥能力，為水墨高速印刷奠定了基礎(chǔ)。而水墨的印刷速度一直是個瓶頸，高能耗、低干燥率是主要原因。陜西北人針對此問題推出除濕熱泵,可將濕度為80%的空氣除濕到20%以下，可大幅提高干燥速度，降低水墨干燥的溫度，水墨印刷速度可達(dá)250～300m/min。

在制版方面，水墨淺版網(wǎng)點(diǎn)的形狀和深淺都有相應(yīng)改變。運(yùn)城制版等制版企業(yè)已經(jīng)掌握了適用于水墨印刷的凹印版輥制版技術(shù)，并開始提供水墨淺版服務(wù)。但是軟包裝凹印企業(yè)現(xiàn)用凹印版輥存量巨大，全部改為淺版，將會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

4.單一溶劑油墨

使用單一溶劑油墨是VOCs源頭管控的方法之一，其回收方法與干式復(fù)合工藝的回收方法相同，目前已在歐洲國家得到普遍使用。歐洲國家的印刷設(shè)備生產(chǎn)速度較高，可達(dá)300米/分，而且其對印刷質(zhì)量的要求較低，即使使用單一溶劑油墨在高速印刷下出現(xiàn)了微小的印刷瑕疵，也可以被接受。而在我國，不僅印刷設(shè)備的速度無法與歐洲國家相比，而且國人對印刷質(zhì)量的高要求也使得單一溶劑油墨在凹印工藝中難以大面積推廣。

5.數(shù)字印刷技術(shù)

當(dāng)前的軟包裝業(yè)務(wù)越來越趨向于個性化、短版化，尤其是市場營銷所需要的復(fù)合包裝袋印膜打樣及個性化包裝袋定制更是如此。隨著數(shù)字印刷在軟包裝領(lǐng)域的成功應(yīng)用，越來越多軟包裝凹印企業(yè)看到了新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)。目前，國內(nèi)已有軟包裝凹印企業(yè)購置了數(shù)字印刷設(shè)備，并開始應(yīng)用，成功開拓了新的業(yè)務(wù)，幫助企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

6.無溶劑凹印技術(shù)

傳統(tǒng)凹印油墨使用的溶劑種類多，回收難度大，一直是治理難點(diǎn)。無溶劑凹印技術(shù)運(yùn)用冷光源固化技術(shù)，油墨消耗量僅是普通油墨的1/3，在凹印領(lǐng)域能實(shí)現(xiàn)真正的無溶劑印刷，可取代傳統(tǒng)凹印的電、氣、油等加熱烘干方式，相比傳統(tǒng)印刷機(jī)，干燥能耗大幅度降低，將凹印工藝進(jìn)行了一次全面的優(yōu)化與升級。此外，無溶劑凹印技術(shù)無溶劑殘留(VOCs殘留基本為零)、有效減少印刷損耗，避免刀線、堵版等質(zhì)量問題，印版壽命長，對短版印刷更具優(yōu)勢。目前，已有國產(chǎn)無溶劑凹印機(jī)推向市場，如中山松德成功研發(fā)的軟包裝無溶劑凹版印刷機(jī)，可以幫助軟包裝凹印企業(yè)從源頭杜絕VOCs產(chǎn)生，解決印刷環(huán)節(jié)VOCs治理的難題。

軟包裝凹印行業(yè)VOCs減排的過程控制

過程控制的主要措施是對印刷、復(fù)合設(shè)備進(jìn)行技術(shù)革新，使生產(chǎn)排放的廢氣風(fēng)量減小、濃度提高，同時增加熱能利用等。例如，印刷設(shè)備增加LEL裝置、減少車間現(xiàn)場的溶劑揮發(fā)、采用半封閉墨槽及油墨槽加蓋、全封閉擋墨裝置及推行清潔生產(chǎn)等。

1.減風(fēng)增濃

通過優(yōu)化凹印機(jī)的烘箱結(jié)構(gòu)，可以減少、合并、濃縮廢氣，減少排放總量(但烘箱內(nèi)部循環(huán)風(fēng)量和風(fēng)壓等均保持不變)，可以通過手動熱風(fēng)回用、自動LEL熱風(fēng)回用等措施來實(shí)現(xiàn)，從而有效減少VOCs末端回收工藝或燃燒工藝的治理投資和運(yùn)行成本。如果濃縮后廢氣濃度大于2.5g/m3，可達(dá)到RTO自維持濃度。根據(jù)一些軟包裝凹印企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，目前凹印環(huán)節(jié)的有機(jī)廢氣不宜直接進(jìn)入RTO處理，否則運(yùn)行成本會高到企業(yè)無法承受。

各種新的減風(fēng)、增濃技術(shù)不斷涌現(xiàn)。例如將烘箱上下部分串聯(lián)使用或分段使用，以及ESO整體熱風(fēng)統(tǒng)籌等。同時，在印刷時關(guān)閉不工作單元的進(jìn)出風(fēng)風(fēng)門，并退出熱風(fēng)系統(tǒng)。另外，改進(jìn)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻控制、按需抽風(fēng)，也可以減少排風(fēng)量。

目前，博斯特、陜西北人和廣東環(huán)葆嘉等企業(yè)已展開對凹印機(jī)減風(fēng)節(jié)能的一系列行動，其手段都是通過增加烘箱熱風(fēng)的循環(huán)利用率、減少排風(fēng)量、增加廢氣排放濃度，達(dá)到節(jié)能的效果，并為后續(xù)的廢氣處理打下基礎(chǔ)，部分企業(yè)的技術(shù)已經(jīng)投入使用，通過檢測，印刷品溶劑殘留量更低，其節(jié)能效果更優(yōu)于熱泵。

需要指出的是，減風(fēng)后廢氣濃度大幅增加，安全風(fēng)險和防爆要求相應(yīng)會大幅提高。由于廢氣回用循環(huán)后，烘干熱風(fēng)內(nèi)的溶劑濃度比原來新風(fēng)大幅增加了，需要格外關(guān)注產(chǎn)品殘留和產(chǎn)品異味。

2.現(xiàn)場封閉

現(xiàn)場封閉是減少無組織排放的重要措施，包括墨槽封閉、烘箱微負(fù)壓、烘箱密封等。另外，對部分不受控排放環(huán)節(jié)的廢氣要有效收集。生產(chǎn)車間也要密閉。

軟包裝凹印行業(yè)VOCs減排的末端治理

末端治理技術(shù)如吸附回收技術(shù)、燃燒技術(shù)等本身已比較成熟，但在與軟包裝凹印行業(yè)的“無縫對接”上，還需要做許多細(xì)致艱苦的工作。

目前，一些大型軟包裝凹印企業(yè)已經(jīng)開始對VOCs進(jìn)行回收、燃燒或低溫等離子體無害化處理。但就全國軟包裝凹印企業(yè)總量來說，所占比例極小(1%左右)，部分軟包裝凹印企業(yè)已開始使用末端治理技術(shù)，但受限于效率較低、回收溶劑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)(無法循環(huán)使用)、耗材使用壽命過短、運(yùn)行成本高等問題。究其原因，主要是該行業(yè)所排放的有機(jī)廢氣成分復(fù)雜且濃度偏低，而且處理風(fēng)量幅度變化很大。

軟包裝凹印企業(yè)應(yīng)該因情制宜，統(tǒng)籌考慮，精心選擇適合企業(yè)條件的治理技術(shù)方案，不應(yīng)盲目效仿。近兩年來，通過燃燒法進(jìn)行軟包裝凹印行業(yè)VOCs治理已成為市場主流。

末端治理技術(shù)目前主要有兩個方向：一個是回收處理，另一個是燃燒處理。

1.回收處理

回收處理技術(shù)中，吸附法對VOCs去除效率高、凈化徹底、工藝成熟，但如果再生的溶劑不能回用或者這些溶劑必須進(jìn)行處理，則可能造成二次污染或增加許多處理成本。另外，當(dāng)廢氣中出現(xiàn)氣溶膠或其他雜質(zhì)時，活性炭容易失效?；厥仗幚砑夹g(shù)的目標(biāo)是回收回用，關(guān)鍵是回用。要想實(shí)現(xiàn)回用，就必須解決吸附材料效率、處理裝置小型化等技術(shù)瓶頸。對于排放量大、包裝印刷集中的區(qū)域、園區(qū)，可考慮采用“分散收集+集中處理”方式。

干式復(fù)合工藝由于溶劑單一、廢氣濃度高(1500～2500mg/m3)等因素，其回收技術(shù)已經(jīng)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)不但取得了良好的社會效益，也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。在凹印工序，回收處理的應(yīng)用效果依然不太明朗，一切都?xì)w因于成本壓力較大，這是小型軟包裝凹印企業(yè)所無法承擔(dān)的。而且，在當(dāng)前石油價格和溶劑成本較低的情況下，回收的溶劑經(jīng)濟(jì)價值大打折扣。

2.燃燒處理技術(shù)

燃燒處理技術(shù)分為熱力燃燒法、蓄熱式燃燒RTO、催化蓄熱燃燒RCO等。目前燃燒法應(yīng)用較為成熟，有機(jī)廢氣經(jīng)過燃燒后產(chǎn)生的熱能可以直接回收，按需要輸出熱能，實(shí)現(xiàn)廢氣治理的同時可以取代燃?xì)忮仩t作為供熱設(shè)備。在我國，應(yīng)用燃燒法治理VOCs的軟包裝凹印企業(yè)也相對較多。

熱力燃燒技術(shù)需要較高的工作溫度，運(yùn)行費(fèi)用較高。催化燃燒技術(shù)需要的燃燒溫度較低、能量消耗較小，但催化劑的費(fèi)用較高且壽命較短。由于印刷使用的溶劑成分復(fù)雜，催化劑容易中毒失效造成排放不達(dá)標(biāo)，經(jīng)常更換昂貴的催化劑更易造成使用成本高昂。另外，對規(guī)模較小或不能連續(xù)生產(chǎn)的單班或雙班軟包裝凹印企業(yè)，還需要考慮燃燒爐的保溫問題或頻繁點(diǎn)火的費(fèi)用問題。目前，凹印VOCs燃燒法處理技術(shù)可考慮以下工藝組合：濃縮+RTO/RCO/CO、ESO+CO/RTO/RCO、ESO(節(jié)能、減風(fēng)量、增濃度)+CO+供熱。

環(huán)保重壓之下，VOCs治理已經(jīng)迫在眉睫。雖然在短期內(nèi)，軟包裝凹印企業(yè)在VOCs治理方面要多一些投入，但從長遠(yuǎn)來看，這將促進(jìn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。環(huán)保綠色化是任何一家軟包裝凹印企業(yè)發(fā)展都無法繞過的門檻，軟包裝凹印企業(yè)必須勇敢地跨過這道坎，才能開啟新征程。

資料來源：科印網(wǎng) . 中國包裝網(wǎng)

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