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软包装产业链绿色化技术发展的实践与探索

2016-11-25汪伟魏风军

今日印刷 2016年11期
关键词:软包装水性聚氨酯

汪伟+魏风军

随着当前国内环保压力的加大,绿色化时代开启,人们的环境意识迅速觉醒,对于环境保护与资源消耗的关注度日益提高。在软包装制品用户消费领域,绿色消费的相关意识逐渐深入人心,正日益成为影响人们进行软包装消费行为的重要因素。与此同时,软包装用户比以往更加关注软包装产品本身是否节能、环保、是否绿色健康。而就软包装产业链而言,绿色化是软包装企业塑造负责任社会形象的有效途径之一,软包装企业的绿色化程度则日益成为衡量其能否持续发展的新标尺。值得庆幸的是,当前伴随着我国在环保上相关法律法规的实施,软包装行业企业在绿色化技术上进行了诸多实践及探索,并取得了一定卓有成效的成绩。本文试就此予以阐述。

软包装产业链

所谓产业链是指,在一种最终产品的生产-流通-消费过程中,以产业分工和供需关系为基础,通过纵向为主、横向为辅的经济技术关联,由相关企业或组织所构成的网状链条。这种定义既包括产业间的纵向关联,又包括产业内的横向关联。

软包装,就其包装工艺流程而言,其产业链由上游的塑料薄膜生产企业、软包装机械供应商及其软包装辅助设备供应商等构成;而其中游由软包装彩印加工企业和其相关后道加工企业构成;下游由外包装,软包装的各类用户,如医药、化工、食品、日用品软包装等构成。软包装产业链如图1所示。

综上所述,软包装的微观产业链是由位于不同产业内,有着自己特定分工的一系列企业组成,它们共同完成软包装产品的制造加工销售,直接参与产品的价值增值与实现。

与此同时,软包装是我国大气污染防治的重点行业之一,每年的VOCs排放总量约600万吨。软包装行业有机废气的排放不仅导致可再生资源的浪费,同时也加剧了环境污染。过去的几年内,国家及地方相关部门陆续颁布了多项与环境保护相关的政策措施,这对软包装行业是极大的促进,倒逼软包装行业的绿色化新技术发展,也使得软包装行业在产业链的细化上进行了绿色化技术的实践,一些软包装公司进行了很好的探索。

软包装基础材料领域的绿色化实践与探索

1.水性油墨

水性油墨具有更高的固含量,其表印的黏度低,有效处理了传统油墨生产应用中释放的有毒有害物质,降低了对工作人员的身心健康影响,其可以避免商品的污染,不会对被包装物产生影响,其印刷速度较快,为50~250米/分。稳定性良好,不燃不爆,且其良好的抗水性和较快的干燥速度可以大大满足生产需要。当前,厦门易统水墨有限公司的环保水墨已经在广东揭阳远中包装有限公司实现生产,五色套印印刷速度达230米/分,该厂印刷负责人估算稍稍调整后,即可实现350米/分,水墨的生产过程中,无堵版、咬色发生,颜色艳丽,印刷效果完全可以和油性墨媲美,复合牢固度也非常好,又无火灾隐患,VOCs排放基本为零,完全不使用有机溶剂,且成本降低了40%。

2.水性胶黏剂

目前水性胶黏剂在软包装领域发展很快。除了水性丙烯酸胶外,水性聚氨酯胶黏剂发展迅速。水性聚氨酯的固体材料部分是聚氨酯系列,故具备了溶剂型聚氨酯黏合剂所具备的性能。水性聚氨酯黏合剂在对材料结构(无论两层或多层结构)、油墨的适应性(醇溶墨、酯溶墨、透明墨、金色墨等)、耐温和冷冻等复合材料制品上,都能具备或优于溶剂型双组分聚氨酯黏合剂所具备的性能。并且有较明显的成本优势,复合产品有更好的初粘接力和抗低温性(耐冷冻性)。

在防止镀铝膜复合转移,增强BOPP/CPP(透明部分)剥离强度等方面,都有明显的优势。操作简单,省去了配胶的繁琐(原胶可直接上机),还可大大降低操作工的劳动强度或节省用工人数。由于可以在现有的干式复合机上就使用,故不需要像无溶剂复合那样需要投入大笔资金采购新设备,从而降低了使用成本。与水性丙烯酸黏合剂相比较,弥补了水性丙烯酸黏合剂功能单一,只能做轻包装和卷料(目前基本只用于BOPP/VMCPP结构)及制袋效果不佳的局限性和耐高低温性能差的不足。同时,不会出现后期复合强度衰减的现象(一般还会有所增加)。

水性聚氨酯在镀铝结构方面有非常优异的表现。并且操作便利,有利于食品安全,具有很高的剪切强度,可实现下机立即分切。根据中国软包装网的数据统计,截止到2015年,亚洲软包装用胶黏剂将达到26万吨,其中溶剂型占据67%,水性胶占据2 0 %,无溶剂占据13%。由此看来,水性胶的未来空间值得期待。

软包装行业VOCs治理技术领域的绿色化实践与探索

2015年6月18日《挥发性有机物排污收费试点办法》的出台,一度将软包装行业推向舆论的风口浪尖。随后,北京、上海、江苏、安徽、湖南、四川等12个省市也相继启动VOCs排污收费。国家和地方VOCs排污收费政策的密集出台,意味着包装印刷业实施VOCs治理已经成为不可逆转的大趋势,这给包装印刷行业,尤其是软包装行业带来了巨大的成本压力。庆幸的是,在此领域,诸多公司引领潮头,做了一些绿色化方面的创新实践与探索。

1.无VOCs排放的全UV塑料凹印机

无溶剂全UV塑料薄膜凹印机是采用UV油墨,其在印刷过程中无VOCs排放,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,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,有5个色组,设计速度可达200米/分,现场演示速度为150米/分,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。当前,UV塑料薄膜凹印的相关技术还不是十分成熟,使用成本较高,但其代表了一项革命性的技术。随着业内企业的不断探索,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。

2.TBS软包装VOCs回收设备

洛阳天宝环保装备有限公司的 TBS软包装VOCs回收设备在当前处理VOCs技术上较为领先,其经历了6代技术演变,在国内如上海紫江彩印、河南银金达、安姆科等多家大型彩印公司进行了实施,回收效果较为显著,给彩印企业带来了极大效益,其两级脱附常温溶剂回收设备工艺原理图如图2所示。

该设备具有自动控制减风节能技术、两级吸附-氮气保护-常温回收、回收精制回用三大核心技术,可使软包装凹印、干复、涂布机节约45%~70%的蒸汽能耗和电耗,大大减低了回收设备的投入,解决了蒸汽脱附产生大量废水和二次污染的难题,也使设备运行更加安全。从成本上看,上述设备回收一吨溶剂成本1000~1500元,精馏提纯一吨溶剂成品600元左右,从废气回收到溶剂成品,可一人值守,全程自动化;如按进入回收系统的溶剂量计算,其回收率在95%以上,其总体经济效益较为客观。

3. “ESO+”绿色制造系统GMS

“ESO+”绿色制造系统GMS由广州广东环葆嘉节能科技有限公司针对包装印刷行业的特点推出,以环葆嘉创新开发的“ESO热风设备”为核心,结合热力氧化技术(RTO/RCO/CO)所组成的方案,此绿色制造整体解决方案具有综合治理的功能外还具有相应的投资收益效果。ESO热风设备能在保证生产安全的前提下,从源头上解决现有企业生产设备能耗高、废气排放量大的问题,具有智能化实现节能减排的核心、除味降耗、隔音隔热等实用功能,并利用热水中央供热方式兼容并集成各种降低供热成本的技术和产品,包括太阳能、热泵、生物质燃料等,在美化生产环境的同时,大幅度节省热能消耗,超出热风热泵与浓缩转轮所能达到的效果。该系统在上海灵博塑料有限公司进行了投产,据实际效果,生产设备的干燥能耗从原来的260A减少到了80A,排风VOCs浓度增加到了1500ppm以上,排风总量减少到了3000~4500立方米/时,溶剂残留量从1.2毫克/平方米减少到了0.5毫克/平方米,另外还具有相应的投资收益效果。图3所示为“ESO+”绿色制造系统GMS的技术原理图。

综上所述,伴随着目前国内环保大潮的加剧,软包装产业链上,诸多公司在进行绿色化的实践与探索,各种先进的绿色化技术手段在保障软包装企业绿色制造方面所做的各种努力日益为软包装行业的绿色化发展插上翅膀。笔者期待会有更多的软包装行业企业进行绿色化技术研发,共同谱写软包装行业绿色化的明天。

作者单位:运城职业技术学院

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