掛歷印刷業(yè)的印前、掛歷印刷、印后工藝分析

1.印前工藝

印前工藝主要包括原稿及排版、印版、承印物、油墨、掛歷印刷機(jī)械等前期的準(zhǔn)備工作，其中最主要的碳排放是在制版過程中產(chǎn)生的廢水排放，即PS/CTP版顯影、定影等過程中產(chǎn)生的廢顯影液、定影液、潤版液、洗版水等，該廢液中含有大量有機(jī)物和重金屬離子等，對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在PS制版過程中每使用2m2PS版就會(huì)產(chǎn)生1升的廢顯影液、定影液和1升的廢水，而CTP版因省去了顯影定影過程，大大減少了廢液的排放量，每10m2CTP版僅產(chǎn)生1升的廢液。據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，2014年全國膠印版材總生產(chǎn)量為2.99億平方米，其中PS版產(chǎn)量2.18億平方米，預(yù)計(jì)該過程產(chǎn)生的廢水總量將會(huì)達(dá)2.5億升左右。此外，目前我國每年使用的膠片總量在0.5億平方米～1億平方米，在制版過程中，每使用5m2～6m2膠片將會(huì)產(chǎn)生1升的廢液，因此每年將會(huì)產(chǎn)生1000萬升～2000萬升的廢水。

2.掛歷印刷工藝

掛歷印刷工藝產(chǎn)生的碳排放主要是由于掛歷印刷過程油墨干燥而產(chǎn)生的VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)廢氣污染、掛歷印刷設(shè)備的耗電耗能、廢紙張、橡皮棍、洗墨布、廢油墨及容器，清洗掛歷印刷機(jī)、膠輥等而產(chǎn)生的大量的有機(jī)溶劑廢液，以及噪聲污染等。以前兩項(xiàng)為例。

①VOC廢氣污染：目前，我國掛歷印刷工業(yè)中使用的大部分油墨都含有機(jī)溶劑，其中凹印和柔印一般采用含有揮發(fā)性的溶劑型油墨，其有機(jī)溶劑含量高達(dá)40%～60%，干燥時(shí)更容易揮發(fā)產(chǎn)生VOC，不僅對(duì)空氣造成嚴(yán)重污染，而且還會(huì)對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)及造血功能造成嚴(yán)重危害。據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，2014年我國油墨生產(chǎn)總量約為47萬噸，其中溶劑型油墨近四成，僅此一項(xiàng)每年就會(huì)有近8萬噸的有機(jī)溶劑變成VOC排至大氣中。

②掛歷印刷設(shè)備的能耗問題：包裝掛歷印刷行業(yè)是掛歷印刷工業(yè)的能耗大戶。據(jù)保守統(tǒng)計(jì)，目前我國在用的掛歷印刷及涂布復(fù)合設(shè)備在1萬左右，按每臺(tái)設(shè)備能耗200kW/h計(jì)，年能耗(以電能計(jì))=200kW/(h?臺(tái))×4800h/a(開機(jī)時(shí)間)×1萬臺(tái)=96億kWh;按每臺(tái)設(shè)備的熱廢排氣排量10800m3/h計(jì)，熱廢氣排放總量=10800m3/h×4800h/a(開機(jī)時(shí)間)×1萬臺(tái)=5184億m3，而且，到目前為止，這些熱廢氣中的潛在能源尚未得到有效利用，造成了能源的巨大浪費(fèi)。

3.印后工藝

印后工藝的碳排放主要來自于印后覆膜、上光、模切、燙金、裝訂、糊盒等過程中產(chǎn)生的有機(jī)溶劑揮發(fā)、耗電、熱廢氣、固體廢棄物、少量廢液等，以及產(chǎn)生的噪聲污染。目前，國內(nèi)印后的覆膜環(huán)節(jié)采用的覆膜膠多是溶劑型，生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的VOC廢氣，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)有1.6萬～2萬臺(tái)(套)溶劑型復(fù)合機(jī)，每臺(tái)干復(fù)機(jī)的溶劑排放量為15噸～30噸/年，全國預(yù)計(jì)將會(huì)有24萬噸～60萬噸的有機(jī)溶劑排放至大氣中。另外，印后覆膜環(huán)節(jié)使用的干式復(fù)合機(jī)能耗非常大，每年總能耗約計(jì)22億kWh～40億kWh〔注：每臺(tái)干復(fù)機(jī)溶劑干燥耗電量為14億度～20億度/臺(tái)?年，按1.6萬～2萬臺(tái)(套)計(jì)算〕。

此外，無論是印前、掛歷印刷的各部分操作，還是印后階段，都會(huì)產(chǎn)生大量的橡皮布、洗墨布、廢油墨及容器、廢固體物品等各種廢棄物，清洗掛歷印刷機(jī)、膠輥等還會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)溶劑廢液，清理及處理成本很高。

掛歷印刷相關(guān)產(chǎn)業(yè)的碳排放分析除了掛歷印刷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放外，一些與掛歷印刷相關(guān)的產(chǎn)業(yè)早已成為碳排放關(guān)注的重點(diǎn)和焦點(diǎn)，如PS/CTP版材生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸堿、廢水和廢氣，油墨制造過程中使用的各種有機(jī)溶劑、樹脂等，造紙行業(yè)排放的廢水、COD等，橡皮布、膠輥、各種容器等固體廢棄物，掛歷印刷設(shè)備制造過程耗電耗能等。

1.PS/CTP版生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸堿、廢水和廢氣PS/CTP版的生產(chǎn)需要經(jīng)過堿洗除油、鹽酸電解、硫酸氧化、涂布干燥等工藝，而且每個(gè)工藝段還需要使用大量的水沖洗鋁板表面以除去鋁板表面的殘留物，因此，在PS/CTP版生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸液、廢堿液和廢水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1000萬平方米的PS/CTP版，將分別產(chǎn)生廢硫酸2000m3～2500m3、廢鹽酸7000m3～10000m3、廢堿液4000m3～4500m3、洗版廢水30萬m3～35萬m3。據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，2014年我國膠印版材總產(chǎn)量2.99億平方米，因此，產(chǎn)生的各種廢液總量分別為：廢硫酸液超過6萬m3、廢鹽酸超過20萬m3、廢堿液超過12m3、洗版廢水近1000萬m3。此外PS/CTP版生產(chǎn)過程中涂布的感光膠中含有80%以上的有機(jī)溶劑，這些有機(jī)溶劑在干燥時(shí)基本揮發(fā)排放到大氣中，每年因此增加近千噸的VOC排放量。

2.油墨制造過程中使用的各種有機(jī)溶劑、樹脂等在油墨制造過程中，需要使用多種有機(jī)溶劑、樹脂等有機(jī)物，這使得油墨成為掛歷印刷VOC有機(jī)污染物、廢油墨及容器等固體廢棄物的主要來之一。目前，我國擁有油墨專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)300多家，2014年油墨產(chǎn)量達(dá)47萬噸，每年消耗幾十萬噸有機(jī)溶劑及樹脂等，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的廢油墨及容器等固體廢棄物。

3.造紙行業(yè)排放的廢水、COD等造紙行業(yè)歷來都是我國工業(yè)廢水和COD的排放大戶，也是污染控制排放的重點(diǎn)行業(yè)。以2008年為例，造紙行業(yè)廢水排放量和COD排放量分別為40.8億噸和128.9萬噸，兩項(xiàng)指標(biāo)連續(xù)三年均居行業(yè)統(tǒng)計(jì)的第一位。

另外，我國廢紙資源的回收率比較低，不足40%，與發(fā)達(dá)國家70%的回收率相距甚遠(yuǎn)。據(jù)計(jì)算，回收1噸辦公類廢紙，可生產(chǎn)再生紙0.8噸，如果把今天世界上所用辦公紙張的一半加以回收利用，就能滿足需求量的75%，相當(dāng)于800萬公頃森林免遭砍伐。因此，科學(xué)家將再生紙之源—廢紙稱為“第四種森林”。

4.橡皮布、膠輥、各種容器等固體廢棄物

掛歷印刷過程中大量使用的掛歷印刷橡皮布和膠輥，是掛歷印刷固體廢棄物的重要來源之一。據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，2014年我國掛歷印刷橡皮布總產(chǎn)量達(dá)147萬平方米，同比上年增長4%;掛歷印刷膠輥總產(chǎn)量達(dá)17億立方厘米，同比上年增長14%。

掛歷印刷業(yè)的節(jié)能減排分析

要實(shí)現(xiàn)掛歷印刷業(yè)的節(jié)能減排，應(yīng)著重做好兩方面的工作：一是研發(fā)推廣使用綠色環(huán)保的掛歷印刷材料和低碳型掛歷印刷技術(shù)工藝，從根本解決當(dāng)前掛歷印刷業(yè)存在的能耗、排放等問題;二是針對(duì)傳統(tǒng)的主流掛歷印刷工藝與技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)，實(shí)現(xiàn)掛歷印刷工業(yè)中大部分物質(zhì)的循環(huán)利用以及綜合處理利用，從而達(dá)到掛歷印刷業(yè)節(jié)能減排的目的。

1.綠色、環(huán)保型掛歷印刷材料的選用研究開發(fā)并推廣使用綠色、環(huán)保的掛歷印刷材料是實(shí)現(xiàn)掛歷印刷業(yè)節(jié)能減排的根本保證，也是綠色掛歷印刷最終得以實(shí)現(xiàn)的保障，可從以下幾個(gè)方面來解決。

大力發(fā)展環(huán)保型油墨。目前，常見的環(huán)保型油墨主要有水性油墨、醇溶性油墨、大豆油墨、UV油墨和EB油墨等。這些油墨都是從油墨的組分上入手以環(huán)保材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑型油墨中的有機(jī)溶劑，可有效解決油墨的污染問題。

積極推廣環(huán)保型承印物材料。一方面，掛歷印刷企業(yè)應(yīng)該采購符合國際環(huán)保要求的紙張，這些紙張應(yīng)來自于受管制和可持續(xù)發(fā)展植林區(qū)，如FSC紙、PEFC紙、脫氯脫酸及脫木質(zhì)素紙張等;另一方面大力推廣使用新型掛歷印刷承印物，如在今年全國兩會(huì)上首次亮相使用并取代傳統(tǒng)紙張的石頭紙。據(jù)介紹，一個(gè)年產(chǎn)36萬噸的“石頭紙”項(xiàng)目，每年可替代864萬立方米造漿木材。再者，積極推廣使用再生紙張，提高其使用量。

發(fā)可降解型高分子材料。PVC(聚氯乙烯的主要基材，因含有氯化物而被逐步淘汰保的不含氯化物、光降解型的高分子材料中，聚烯烴是替代PVC的最佳材料。研發(fā)新型環(huán)保版材和掛歷印刷耗材，像免理CTP版等，該類版材不需要任何化學(xué)藥液可以直接排放。此外，還需要開發(fā)VOC刷機(jī)清洗劑、水性光油、水性覆膜膠等。

2.選擇低碳型掛歷印刷技術(shù)工藝

大力推廣直接制版(CTP)技術(shù)。CT減少了制版中膠片輸出、沖洗等定影、顯減少了廢棄物、廢液的排放量。目前，國材生產(chǎn)和CTP技術(shù)均已比較成熟，另外，版噴墨CTP等新型CTP技術(shù)的研發(fā)。積極推廣數(shù)碼掛歷印刷技術(shù)。由于數(shù)碼印統(tǒng)掛歷印刷的很多中間步驟，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排作業(yè)環(huán)境、紙張的有效利用、資源的再循面的智能化，也使之更具綠色環(huán)保特性。

IPEX展會(huì)上，數(shù)碼掛歷印刷的品種數(shù)目及參了傳統(tǒng)掛歷印刷設(shè)備。從長遠(yuǎn)來看，數(shù)碼掛歷印刷刷的一個(gè)發(fā)展方向，必將成為今后掛歷印刷技重點(diǎn)。

3.積極研發(fā)推廣無溶劑復(fù)合技術(shù)

該技術(shù)使用的膠黏劑中不含溶劑，產(chǎn)和使用全過程無污染、能夠徹底消除成料)溶劑的殘留問題等優(yōu)點(diǎn)。此外，干燥為干式復(fù)合的1/25～1/15，且生產(chǎn)速度大大降低了能源消耗，被公認(rèn)為未來復(fù)合發(fā)展方向之一。

目前國外的無溶劑復(fù)合技術(shù)發(fā)展已經(jīng)積極推廣使用再生紙張，提高其使用量。另外，大力開發(fā)可降解型高分子材料。PVC(聚氯乙烯)是包裝掛歷印刷的主要基材，因含有氯化物而被逐步淘汰，開發(fā)新型環(huán)保的不含氯化物、光降解型的高分子材料迫在眉睫，其中，聚烯烴是替代PVC的最佳材料。

研發(fā)新型環(huán)保版材和掛歷印刷耗材，像免沖洗版、免處理CTP版等，該類版材不需要任何化學(xué)藥水，產(chǎn)生的廢液可以直接排放。此外，還需要開發(fā)VOC含量較低的掛歷印刷機(jī)清洗劑、水性光油、水性覆膜膠等。

4.針對(duì)掛歷印刷、印后積極推廣組合掛歷印刷

組合掛歷印刷技術(shù)是多種掛歷印刷工藝技術(shù)在同一條生產(chǎn)線上集多種掛歷印刷方式(如柔印、網(wǎng)印或數(shù)碼掛歷印刷)和印后加工工藝膜、模切、壓痕、燙印等)于一體的流水各種掛歷印刷和印后加工方式的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在以上，新增設(shè)備中此類設(shè)備的比例高達(dá)80%～90%。而在國內(nèi)，該技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2014年底國內(nèi)無溶劑復(fù)合設(shè)備大約有50臺(tái)，其中大部分為進(jìn)口設(shè)備，而且生產(chǎn)規(guī)模很小，占整個(gè)復(fù)合產(chǎn)能的比例還不到5%。若我國的無溶劑復(fù)合比例達(dá)到30%～50%，則每年可減少有機(jī)溶劑排放7.2萬噸～18萬噸，節(jié)約電能近5億kWh。

除上述4點(diǎn)外，還需大力發(fā)展環(huán)保柔印、印、水性上光工藝等新技術(shù)。在加大新材料、新技術(shù)工藝研發(fā)使用同時(shí)，合我國掛歷印刷業(yè)當(dāng)前的實(shí)際情況，加快對(duì)傳統(tǒng)掛歷印刷流部分的工藝或技術(shù)進(jìn)行改造升級(jí)。1.PS/CTP版生產(chǎn)過程中處理液的循環(huán)利用或據(jù)調(diào)查，目前很多企業(yè)采用酸堿中和的粗放理廢酸液、廢堿液和廢水，不僅浪費(fèi)了大量的酸水等資源，還會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣，企業(yè)也需要為高昂的排污費(fèi)用等，更重要的是對(duì)周圍環(huán)境造成污染。針對(duì)這一問題，中國掛歷印刷科學(xué)技術(shù)研究所研究攻關(guān)，成功開發(fā)出了“廢酸液在線循環(huán)利用術(shù)”和“洗版廢水回用新工藝技術(shù)”，已用于P版生產(chǎn)企業(yè)。據(jù)企業(yè)(年產(chǎn)800萬m2版材)反映酸液在線循環(huán)利用新技術(shù)”每年可以為企業(yè)節(jié)省噸的濃硫酸(98%)和350多噸的液堿(45%)，每年膠印版材生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水總量2.5億升左右;每年用膠片制版將會(huì)產(chǎn)生1萬升～2000萬升廢水;每年掛歷印刷及復(fù)合設(shè)備廢氣排放總量達(dá)5184億立方米;每年覆膜工產(chǎn)生的VOC排放達(dá)24萬噸～60萬噸。短，一方面可以獲得最佳的掛歷印刷效果，另一方面大幅縮短了生產(chǎn)周期，高效節(jié)能。例如，節(jié)能型雙面八色掛歷印刷機(jī)，一次走紙即可完成雙面八色掛歷印刷，每年每臺(tái)設(shè)備節(jié)電17萬度。

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