摘要：近年來，隨著環(huán)保意識的進一步增強，綠色環(huán)保印刷方式是印刷工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。柔版印刷業(yè)一直因其使用環(huán)保的水性油墨而被業(yè)界認(rèn)為是最環(huán)保的印刷方式之一。本文采用生命周期評價法研究了柔印與膠印的生命周期情況，本文以皂盒產(chǎn)品為案例主要分析柔印與凹印制版和印刷過程中的環(huán)境足跡。

關(guān)鍵詞：柔印;生命周期評價;凹印;包裝

1.引言

膠印和柔印是包裝印刷領(lǐng)域中的兩大印刷方式，兩者之間既存在著些許相近的原理或特點，亦有著自己的特色。近年來，隨著計算機技術(shù)、材料科學(xué)和激光技術(shù)的發(fā)展，膠印和柔印也呈現(xiàn)出各種新的技術(shù)，為各自的發(fā)展及應(yīng)用帶來了新的生命力。

生命周期評價（LCA）在國外研究和發(fā)展已有30多年，正越來越受到人們的重視。目前國際環(huán)境毒理學(xué)與化學(xué)學(xué)會（SETAC）與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）正積極開展LCA以方法的完善與標(biāo)準(zhǔn)化工作，ISO己將生命周期評價作為了正在制定的ISO14000環(huán)境管理體系的一個重要步驟，它同時也是環(huán)境標(biāo)志計劃與清潔生產(chǎn)實施的重要基礎(chǔ)。生命周期評價必將成為本世紀(jì)最有生命力和發(fā)展前途的環(huán)境管理工具。

本文是在查閱分析了大量的國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，依據(jù)現(xiàn)有生命周期評價的原則和技術(shù)框架的要求，采用生命周期評價法研究了柔印與膠印的生命周期情況，本文以皂盒產(chǎn)品為案例主要分析柔印與凹印制版和印刷過程中的環(huán)境跡。

2.不同印刷方式的生命周期評價

2.1目標(biāo)與范圍的確定

本文不同印刷方式的生命周期評價主要研究對象是包裝柔印工藝和包裝膠印工藝的生產(chǎn)過程的資源、能耗在整個生命周期內(nèi)的比較分析，其中一項重要內(nèi)容就是對柔印和凹印工藝的環(huán)境足跡進行比較。理論上一個完整的包裝生命周期評價應(yīng)包括原材料和能源的獲取、包裝盒生產(chǎn)加工、印刷、印后、模切、粘合、使用、回收處理等幾個階段。本文以柔印機及膠印的制版工藝和印刷工藝為具體的研究對象（柔印連線印后工藝和模切，以同時適合柔印和膠印生產(chǎn)方式的某四色皂盒產(chǎn)品（圖1：皂盒規(guī)格）為例，以實際生產(chǎn)300萬個香皂盒訂單為例去研究柔印與膠印的環(huán)境足跡。本文旨在進行柔印與膠印生命周期評價的嘗試，以提供新的角度評價兩種印刷方式的環(huán)保性。

研究對象的工藝流程圖和系統(tǒng)邊界圖如圖2-2，圖2-3所示，該工藝流程包括從原紙供給到印刷成品生產(chǎn)的全過程。實際上，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的輸出包括邊角余料、廢氣、廢水等，但考慮到Gabi教育版軟件數(shù)據(jù)庫的局限性、數(shù)據(jù)收集的有限性，我們對其兩種印刷方式工藝流程進行簡化，把本次研究主要重點放在柔印和凹印工藝在制版、印刷環(huán)節(jié)，并假設(shè)所有原料最后100%轉(zhuǎn)換為包裝盒。

2.2 研究對象

通過兩種印刷方式印刷300萬個小盒，膠印機印刷速度為8000張/h，柔印印刷機生產(chǎn)速度為7800m/h，膠印機為平張紙印刷，紙張開料為60*101cm，可拼20個版，柔版印刷機為卷筒紙印刷，一轉(zhuǎn)印刷紙張開料為60*60cm，可拼12個版，可由以上數(shù)據(jù)算出單個小盒所占面積，由此可得一下表格數(shù)據(jù)：

香皂盒為4色印刷，已知每種顏色在單個小盒所占的面積，因兩種印刷方式油墨轉(zhuǎn)印的原理和印版的差異性，單個小盒柔印油墨用量為3g/㎡，膠印油墨用量為1.5g/㎡。

2.3數(shù)據(jù)清單分析

在本文中，數(shù)據(jù)主要的差異來源是膠印單張印刷，紙張有預(yù)留咬口位置，實際在生產(chǎn)中還有為了紙張整齊飛邊廢料產(chǎn)生，柔印為卷筒紙印刷，能夠減少以上兩種紙張的浪費，但因本數(shù)據(jù)簡化未計算廢料，所以把開料浪費平均到了單個小盒，所以雖然相同規(guī)格小盒，會出現(xiàn)單個小盒面積的差異。

在膠印生產(chǎn)速度8000張/h為單張印刷速度，柔印的7800m/h為柔印印刷+印后+模切成品的速度，在本文中簡化印后工序。假設(shè)為印刷→模切工序。

2.3.1 清單記錄

制版階段：生產(chǎn)300萬個皂盒，膠印拼20個版，膠印印刷有15萬印次，柔印拼12個版，柔印印次為25萬印次，膠印印版為PS版，基材為鋁，耐印率為10萬印次，柔版印版基材為樹脂，耐印率為100萬印次。故而可知，生產(chǎn)300萬個皂盒需要柔印印版4張（4C），膠印印版需要2*4=8張（4C）。CTP 出版對開尺寸790*1030，CTP出版速度約20張/h。出8張版需要耗時0.4h，膠印出版功率為3.5KW。柔印出版機（含曬版機、沖版機）功率5.7KW。PS版基材為鋁（密度

2.7kg/m3），柔印基材為樹脂（密度為1.12KG/m3），PE菲林密度為1.38kg/m3。顧而可計算出在制版過程中需要用到的物料、水和電的清單如表3：

實際生產(chǎn)中，制版材料中還有碳酸鈉，對苯二酚，醋酸、正丁醇等顯影藥水，感光材料的組成原料，但在本文中簡化未主要基材和對能源的消耗。

印刷階段：生產(chǎn)300萬個小盒（模切完成品），膠印機需耗時印刷18.75h+模切 37.5H，柔印機需耗時19.2小時。膠印機設(shè)備功率75KW，柔印機功率110KW，全自動清廢模切機功率43.6KW。膠印機印刷原理為水油不相容原理，在印刷過程中需要消耗自來水，消耗量大致為3g/㎡，柔印機則只計算洗機需消耗約10KG水顧可得出在印刷過程中需要用到的物料、水和電的清單如表4：

2.3.2 制版和印刷過程使用GABI生命周期評價軟件建立流程

使用Gabi軟件，根據(jù)上述清單記錄柔印及膠印制版和印刷階段的數(shù)據(jù)，分別新建Plan，創(chuàng)建制版階段、印刷階段的Process如圖2-4、2-5、2-6、2-7，運用平衡表運算生產(chǎn)結(jié)果。

2.4影響評價與結(jié)果解釋

本文使用Gabi軟件對膠印和柔印生命周期進行評價，并且生成結(jié)果。本論文選用全球變暖指數(shù)（GWP）、酸雨指數(shù)（AP）、水體富營養(yǎng)話指數(shù)（EP）、光化氧化污染潛力（POCP）、臭氧破壞潛力指數(shù)（ODP）五大指標(biāo)綜合評價兩種生產(chǎn)方式在制版過程和印刷過程中對環(huán)境的影響。

2.4.1 全球變暖指數(shù)（GWP）對比

全球變暖潛勢（GWP）是基于充分混合的溫室氣體輻射特性的一個指數(shù)，用于衡量相對于二氧化碳的，在所選定時間內(nèi)進行積分的，當(dāng)前大氣中某個給定的充分混合的溫室氣體單位質(zhì)量的輻射強迫。全球變暖潛勢表示這些氣體在不同時間內(nèi)在大氣中保持綜合影響及其吸收外逸熱紅外輻射的相對作用。

圖2-8和圖2-9分為柔印和膠印分別在制版階段和印刷階段的全球變暖指數(shù)。從數(shù)據(jù)中可以看出，在制版階段柔印的碳排放比膠印多，印刷階段柔印為連線生產(chǎn)，總耗電量更少，但柔印的油墨使用量更大，本文未區(qū)別柔印和膠印油墨的差異性，所以從本圖中來看柔印碳排放量大于膠印，在本文中，印在gabi教學(xué)版中無油墨生產(chǎn)流，顧統(tǒng)一使用某石油制品替代。

2.4.2 酸雨指數(shù)（AP）對比

酸雨指數(shù)（AP）是評價產(chǎn)品在生命周期中排出的導(dǎo)致酸雨物質(zhì)的多少，是一項重要的環(huán)境評價指標(biāo)。

從圖2-10和圖2-11分別為柔印和膠印在在制版階段和印刷階段的酸雨指數(shù)。從數(shù)據(jù)中可以看出，在整個周期中，酸雨指數(shù)都偏低。

2.4.3 水體富營養(yǎng)化指數(shù)（EP）對比

水體富營養(yǎng)化指數(shù)（EP）是發(fā)生在淡水中，由水體中氮、磷、鉀含量過高導(dǎo)致藻類突然性過度繁殖的一種自然現(xiàn)象，同時也是一種二次污染。通常水的顏色呈現(xiàn)出綠色或藍(lán)色。水體富營養(yǎng)化形成原因主要是氮、磷、鉀等元素排入到流速緩慢、更新周期長的地表水體，使藻類等水生生物大量的生產(chǎn)繁殖，使有機物產(chǎn)生的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過消耗速度，水體中有機物積蓄，破環(huán)水生生態(tài)平衡的過程。

圖2-12和圖2-13分別為柔印和膠印分別在制版階段和印刷階段的水體富營養(yǎng)化指數(shù)。從數(shù)據(jù)中可以看出，在整個周期中，水體富營養(yǎng)化主要在油墨和電能使用階段。

2.4.4 光化氧化污染潛力（POCP）對比

光化氧化污染潛力（POCP）指生產(chǎn)大氣中的氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锛捌涫茏贤饩€照射后產(chǎn)生的以臭氧為主的二次污染物所組成的混合污染物。

圖2-14和圖2-15分別為柔印和膠印分別在制版階段和印刷階段的水體富營養(yǎng)化指數(shù)。

2.5生命周期評價結(jié)論及包裝建議

在本文中，制版過程對物料消耗量在整個300萬個小盒訂單中極少，所以整個生產(chǎn)周期來看，主要對比起印刷階段的差異性。本文中使用數(shù)據(jù)印GABI測試版原因，油墨和紙張均使用了替代。在實際生產(chǎn)過程中，柔印卷筒比膠印更節(jié)省紙張，柔印油墨使用量比膠印大，但油墨的類型不同，柔印生產(chǎn)為連線，整個生產(chǎn)周期耗電量小于膠印。本文中油墨差異性未體現(xiàn)。紙張用量因使用材料替代后也未體現(xiàn)。顧本文數(shù)據(jù)可以看出膠印比柔印更加環(huán)保，似乎與通常認(rèn)知相悖，但無疑為后續(xù)對印刷方式的研究提供了一個更加完整的思路，從包裝生產(chǎn)生命周期來看，柔印和膠印正在的環(huán)保性比較需要從整個包裝生產(chǎn)的生命周期來看，這樣的環(huán)保評價將更有意義。

3. 結(jié)論

本文使用Gabi軟件對兩種不同印刷方案的皂盒包裝進行生命周期評價，并將其對環(huán)境的影響進行對比研究。從全球變暖指數(shù)（GWP）、酸雨指數(shù)（AP）、水體富營養(yǎng)化指數(shù)（EP）、光化氧化污染潛力（POCP）等方面進行對比，全方位的分析不同包裝方案對環(huán)境的影響。

研究表明對環(huán)境的影響主要存在于生產(chǎn)階段。包裝材料損耗率降低，油墨用量減少，材料克重降低，對環(huán)境的保護具有一定的成效。

結(jié)束語：

本研究存在不足，對數(shù)據(jù)采集的完整性有限假設(shè)，對某些生命周期階段進行了忽略假設(shè)，在運用Gabi Education軟件進行分析時，因許多材料無法找到，對大部分材料進行了替代，且未體現(xiàn)柔印機膠印的材料差異，僅僅體現(xiàn)了用量差異。未來可針對上述不足做進一步的研究。

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作者簡介：

楊秀涵，女，漢族，四川達(dá)州，1989年4月，本科，工程師，中榮印刷集團股份有限公司，單位所在省市（廣東中山），單位郵編（528400），研究方向（輕工包裝印刷）