包燕敏

（江蘇彩華包裝集團有限公司）

一、源頭削減、控制

軟包彩印企業(yè)的印刷、復合生產(chǎn)工序及配墨、配膠、清洗等輔助工序中，會產(chǎn)生VOCs，通過對國內(nèi)外包裝、印刷行業(yè)大氣環(huán)境的保護措施、VOCs處理方法與技術(shù)、相應環(huán)保材料收集與采用、查詢與考證，根據(jù)企業(yè)自身產(chǎn)生VOCs的生產(chǎn)設備、生產(chǎn)產(chǎn)品的不同特點，采取了源頭削減重點控制，從生產(chǎn)原料、設備、工藝等進行控制、改進和杜絕。

1.原材料

1）水性凹版油墨

2014年起，在對相關(guān)化企公司的水性樹脂原料、助劑等比對、篩選下，在與科研院校、跨國化企技術(shù)合作、研討下，國內(nèi)部分油墨制造公司開始試制聚酯型凹版水性油墨與聚氨酯型凹版水性油墨。通過研發(fā)實驗室、中試車間一系列配方調(diào)整，攪拌、研磨工藝的改變，小樣、樣品制作；小試、試樣測試、刮樣分析、比對總結(jié)，開始上機小試、中試、小批量試印刷及復合、分切、制袋等后加工，進行了一系列操作與產(chǎn)品性能測試、與溶劑型凹版油墨技術(shù)參數(shù)比對、試印刷、復合、分切制袋等后加工，并在規(guī)定的水性印刷機上實施小單、中單、選擇性批量印刷，并已實現(xiàn)低VOCs水性凹版油墨在規(guī)?；洶b企業(yè)使用。

2）單一溶劑的凹版油墨

單一溶劑的凹版油墨，由于稀釋劑為單一酯類或醇類溶劑，便于印刷車間回收、管理與控制，是歐美、日本等發(fā)達國家目前較為采用的一種有利溶劑回收的油墨。單一醇類溶劑油墨，乙醇能溶于水、可在土壤中自然分解，有利降低大氣環(huán)境污染，其又與水墨體系相近，為今后過度至全水墨印刷鋪下基石；單一酯類溶劑油墨，有利印刷、復合等加工工藝的實施與操作，其工藝可操作性更強，無需調(diào)整任何操作工藝參數(shù)。使用單一溶劑的凹版油墨，為后續(xù)的VOCs治理設備回收再利用創(chuàng)造了有利條件。已在較多產(chǎn)品上推行、實施單一溶劑的凹版油墨印刷。

3）無溶劑膠粘劑

無溶劑膠粘劑是100%液體樹脂成分，無有機溶劑，其復合工藝，目前均能熟練掌握，除少數(shù)蒸煮結(jié)構(gòu)、重型包裝、抗腐蝕液體包裝結(jié)構(gòu)等外，已普遍在輕型軟包裝結(jié)構(gòu)中使用，并一直在做原溶劑型干復結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，轉(zhuǎn)至使用無溶劑膠粘劑的復合工藝，使用量在增加，無溶劑復合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、數(shù)量也在擴大。

4）水性膠粘劑

水性膠粘劑，由于其所具有的環(huán)保性，一直在使用：在干復工藝中適量替代酯溶性膠粘劑；在擠復工藝中，做底膠替代溶劑型AC劑與溶劑型雙組分聚氨酯膠粘劑；在濕復工藝中，更廣泛使用，如AL/PAPER、VMPET/PAPER等結(jié)構(gòu)中，全面使用水性膠粘劑。

5）水性底涂液

水性底涂液已全面推行使用，在BOPET膜、BOPP膜、AL箔等膜上涂布，按需求、按材質(zhì)不同，實施在線與離線涂布，增加后續(xù)結(jié)合層與之結(jié)合的牢度，如鍍鋁、鍍氧化鋁（ALOx）、氧化硅（SIOx），同時還可做保護涂層，具有保護、阻隔作用，全面提升該材質(zhì)的綜合物理阻隔性能與附加值。

6）多層共擠膜

軟包裝多層共擠吹塑膜、共擠雙拉膜，采取分子結(jié)構(gòu)排列、內(nèi)應力梯度分配、結(jié)晶定位取向進行優(yōu)化，在其性能保證和提升的前提下，實現(xiàn)了減薄化、減量化，從而減少復合工藝，降低與減少VOCs的產(chǎn)生。

7）高固含量膠粘劑

對于部分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與其包裝內(nèi)含物的特殊性，目前還要使用溶劑型膠粘劑干復工藝，調(diào)整上膠網(wǎng)紋輥，改為使用高固含量、低粘度的膠粘劑，減少溶劑型膠粘劑干式復合工藝中的VOVs產(chǎn)生量。

2.設備

1）水性油墨凹版印刷機

配置水性油墨凹版印刷機或?qū)υ∷C干燥系統(tǒng)進行相應改進，實行了印刷油墨與印刷設備相對應的分類管理，水性油墨凹版印刷，配備專項水性油墨凹版印刷機、操作人員及相應的操作工藝，使水性油墨印刷技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，水性油墨印刷連續(xù)性與印刷管理穩(wěn)定、可控。

2）EB油墨印刷機

電子束輻射加熱固化的EB油墨印刷機，實行EB電子束干燥油墨在軟包材料上的印刷，是高保真CMYK+OGV（青色、品紅、黃色、黑色+橘色、綠色、紫色）七原色印刷，實現(xiàn)標準化印刷與油墨管理，EB油墨不會變干固，無需清洗與更換油墨，20min內(nèi)完成產(chǎn)品更換，具有快速、記憶、儲存、重復還原性，徹底達到了無VOCs產(chǎn)生的印刷機與印刷方式。

3）UV-LED燈干燥的印刷機

UV-LED燈干燥的印刷機，使用冷光源固化色墨，印刷中油墨不堵版、不干版，印刷層次網(wǎng)點更加清晰，無需要添加任何溶劑，基材印刷面的VOCs殘留為零；同時運用LED固化干燥技術(shù)，干燥速度快，替代了原凹版印刷的電、氣等加熱干燥方式，比原印刷機干燥能耗節(jié)約70%以上，適應食品、醫(yī)藥、日化等軟包裝基材的里印與表印，取消了原凹印機具有的烘道設計，整機尺寸變小，基材的損耗減少，機械制造成本降低，操作也更具安全與智能。

4）無溶劑復合設備

配制無溶劑復合設備，絕大多數(shù)原來復合的產(chǎn)品，已從溶劑型干復工藝，轉(zhuǎn)至無溶劑復合工藝，無溶劑復合設備的使用效率在逐步提高，無溶劑復合質(zhì)量在上升、無溶劑復合產(chǎn)品對下道分切、制袋工序的影響在縮小，復合結(jié)構(gòu)范圍也在不斷擴大。

5）智能化配色系統(tǒng)

對于規(guī)?；视∑髽I(yè)，為提高專色配色準確性，減少配色中的經(jīng)驗變數(shù)，杜絕配色色差與配色的基墨浪費，可配備了一臺21頭或41頭的智能化、全自動、準確計量、有記憶功能的配色系統(tǒng)，配合印刷車間印墨色相、色差控制、余墨的管理，減少或杜絕配色廢墨的產(chǎn)生，提高專色油墨配色準確度，保證了最低油墨庫存量。

6）密閉清洗、回收裝置

為減少無組織VOCs排放與員工操作環(huán)境改善，可配置全封閉印刷部件清洗回收環(huán)保設備。該設備是在封閉狀態(tài)下，專職清洗印刷部件：油墨桶、墨缸、墨箱、刮刀、防護罩等，并通過密閉蒸餾機，分離溶劑與墨渣，分離出來的溶劑回用清洗，墨渣按危廢處理，杜絕了油墨桶、墨缸、墨箱、刮刀、防護罩等用手工抹布沾溶劑清洗產(chǎn)生的VOCs無組織排放，極大降低生產(chǎn)環(huán)境VOCs濃度，保護操作員工的身心健康。

7）增加印刷、復合的密閉裝置

在凹版印刷的油墨印刷單元、干式復合的膠粘劑上膠單元，安裝密閉防溶劑蒸發(fā)泄露、油墨、膠粘劑的飛沾的防護裝置，降低印刷單元、復合上膠單元的VOCs無組織排放與印刷、復合單元操作環(huán)境的污染。

3.工藝

1）多層共擠功能性薄膜加工

采取一次成型的多層功能性包裝材料，是集表面EB油墨印刷、復合與熱封，能阻隔水蒸氣、阻隔氧氣的一體成型綠色包裝材料，減少以往的中間多次復合過程與復合膠粘劑的使用，不產(chǎn)生VOCs。

2）復合工藝方式改變

部分產(chǎn)品的復合工藝經(jīng)過多次試驗論證，并通過客戶認可其在線包裝、材料綜合物理性能，已從溶劑型干復工藝轉(zhuǎn)至無溶劑復合工藝與擠復工藝，并嘗試少量重型包裝、蒸煮產(chǎn)品、耐腐蝕產(chǎn)品復合工藝改至無溶劑復合工藝或其它環(huán)保的復合工藝，逐步、有計劃地減少VOCs的排放量。

3）涂布與蒸鍍

逐步增加水性底涂、面涂保護工藝，在線水性底涂液涂布與離線水性底涂液涂布并存，并與蒸鍍工藝相結(jié)合，形成鍍鋁與鍍氧化鋁、鍍氧化硅結(jié)構(gòu)，具有金屬光澤與透明性的二種高阻隔材料，部分替代了金屬鋁箔材料與PVDC、EVOH材料，減少了復合工藝，降低VOCs產(chǎn)生量。

4）工藝調(diào)整、簡化

產(chǎn)品工藝設計與制定中，印刷色數(shù)減少、層次疊色取代專色油墨、印刷版面減小，環(huán)保型油墨取代常規(guī)溶劑型油墨；復合工藝次數(shù)減少，上膠量降低，環(huán)保型復合工藝采用，如：無溶劑復合、水性膠復合、擠出復合、共擠等復合工藝取代常規(guī)干式溶劑型復合工藝；產(chǎn)品材質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，厚度降低，大小尺寸設計合理；排版、拼版更科學，減少不必后加工，更嚴格生產(chǎn)現(xiàn)場精細管理與清潔生產(chǎn)管理。

二、末端處理、達標排放

1.印刷單元：引入沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+RTO焚燒處理裝置。

印刷單元采用閉風循環(huán)系統(tǒng)，印刷和烘干產(chǎn)生的VOCs廢氣采用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮，潔凈氣體經(jīng)過＞15m高排氣筒外排，濃縮后的廢氣進入RTO+催化工藝焚燒處理后經(jīng)過15m～35m高排氣筒達標排放。

2.復合單元：引入活性炭吸附、氮氣脫附、冷凝精餾回收處理裝置及焚燒處理。

復合機笫一段干燥排氣濃度較高，不需濃縮處理，直接采用表面冷凝+活性碳吸附+氮氣脫附+冷凝精餾的工藝進行回收處理，其少量經(jīng)處理后的潔凈氣體通過＞15m高排氣筒外排。復合機的二、三段的干燥排風因濃度低，經(jīng)過沸石轉(zhuǎn)輪回收裝置進行濃縮，潔凈氣體經(jīng)過15m～35m高排氣筒外排，濃縮后的廢氣和印刷線產(chǎn)生的濃縮后的廢氣一起進入RTO+催化工藝處理，其所產(chǎn)生的熱量主要用于脫附，多余的熱量經(jīng)過氣、氣換熱器換熱后供印刷干燥用。

設備自投入運行后，其進、出口濃度、風量、處理率、排放濃度，均要處于設計可控范圍內(nèi)，符合相應包裝印刷行業(yè)VOCs排放要求與標準。

三、環(huán)保升級補充措施

1）日常車間地坪、機器油墨、膠、油污等臟污的清除，采用水性清潔劑，這是一種無毒、無VOCs、無腐蝕性、不燃燒，具備生物分解性的水性清潔劑，可清除機臺、網(wǎng)紋輥、墨缸、壓膠輥、墨箱、墨桶、地坪等的墨跡、膠跡、臟污，替代原先用有機溶劑沾抹布擦除墨跡的工作方式，極大地減少無組織VOCs排放。

2）用大數(shù)據(jù)，對目前凹版印刷單元中的油墨種類、性能、固含量、VOCs含量、印刷基材、產(chǎn)品復合結(jié)構(gòu)、客戶要求、VOCs排放量、處理達標率、處理能量效益等進行比對分析、科學擇優(yōu)，逐步排除VOCs量大的油墨，選用環(huán)保型、可操作性的油墨。

3）EB電子束輻射加熱固化油墨印刷，是當今公認環(huán)保的印刷工藝，也是今后規(guī)模化彩印企業(yè)今后重點發(fā)展的印刷工藝、印刷單元，會從目前認知摸索階段，逐步過渡到全面掌握操作、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完善、增量發(fā)展的階段；同時，凹版水性油墨印刷，在配備專用水性凹版印刷機后；UV油墨印刷，配置LED燈干燥系統(tǒng)的印刷機，將與EB電子束輻射加熱固化油墨印刷一樣，成為規(guī)?；视∑髽I(yè)后續(xù)印刷發(fā)展主力。

4）在復合工藝中，以共擠膜、水性底涂結(jié)合蒸鍍一次成型的多層功能性包裝材料，可直接EB印刷、UV印刷、凹版水性油墨印刷或柔版水性油墨印刷、熱封，能阻隔水蒸氣與氧氣，是一體成型的綠色包裝材料，減少中間多次復合過程與復合膠粘劑的使用，不產(chǎn)生VOCs；同時，也可采用和提高帶水性底涂、串聯(lián)式雙聯(lián)共擠摸頭擠出、無溶劑復合工藝與水性濕式復合工藝使用量。

5）提升綠色制造、綠色產(chǎn)品、綠色發(fā)展理念與實效，建立降解合成實驗室與堆肥降解實驗室，對搖床肥泥培養(yǎng)、爆氣、抽取、攪拌、固含量、PH測定、抽真空、配液、樣品粉碎處理、比對裝置、厭氧培養(yǎng)……，將時時支撐與保障服務于軟包裝功能性材料的高阻隔性與生物降解性，為后續(xù)軟包裝材料逐步走上環(huán)保循環(huán)、降解、減量之路，做好堅實的基礎工作。

四、結(jié)論

國內(nèi)規(guī)?；洶b彩印企業(yè)自2014年初就開始啟動包裝印刷企業(yè)的VOCs產(chǎn)生、排放、解決等問題，同時各協(xié)會啟動了相應環(huán)保材料收集、組織請進來技術(shù)交流、走出去歐、美、日等國考察學習等流程，并對各自產(chǎn)生VOCs的生產(chǎn)型企業(yè)按其不同生產(chǎn)設備、軟包產(chǎn)品等特點，采取相應的源頭削減、過程控制、末端治理的措施，并在不斷地汲取國內(nèi)外相類似廠家先進VOCs管控經(jīng)驗及環(huán)保設備廠商推薦的環(huán)保新技術(shù)，結(jié)合自身特點，不斷進行改進、創(chuàng)新，已取得了一定效果，已為當?shù)氐沫h(huán)保工作做出了應有的貢獻，也都盡了應盡的社會責任，同時也為國內(nèi)中、小軟包裝彩印企業(yè)做了引領、表率作用。