浅谈印刷包装行业在绿色低碳方面的研究发展

胡新颖 李华帅

近年来，印刷业越来越关注绿色、低碳经济的发展。印刷产业虽不是能源多的消费产业，但因为使用能源，所以对地球变暖产生着影响。并且因为大量使用纸张、塑料薄膜等承印物，实质上对于环保的影响也很大。印刷产业使用的电力、燃料和因造原料而产生的二氧化碳，已经被加进环保重点观察对象之列。印刷包装与经济可持续发展、环境保护之间紧密联系、相辅相成、互相促进发展。低碳印刷包装是一种高新技术形态的包装印刷，世界印刷包装行业在对绿色低碳经济的发展方面也作出了很大的努力。

对印刷工序中排放温室气体量进行计算，从而控制排放量

在低碳包装印刷的发展中，对各种印刷工艺技术、印刷产品、承印材料、印刷材料的环境性能，可利用生命周期评价理论（LCA）进行评价；另外，通过计算原材料的准备、印刷包装工序、不同印刷方式、不同印刷用途的过程中的温室气体排放量，统计排放数量，从而分析温室气体的主要排放情况，并采取针对性的措施减少对于环境的污染和破坏。

日本《印刷情报》中公布过对其单张纸胶印机和轮转胶印机的印刷企业的温室气体排放量的分析结果，从表1和表2中可以看出，根据工序来分，单张纸印刷和轮转印刷的排放量比较大；根据用途分，轮转胶印机使用的燃料和电力所排放的碳量，要比单张纸胶印机用的电力所排放的碳量多。空调排放的碳量也比较多，照明排放的碳量比较少。

对于印刷包装产品的生产工序直接排放的温室气体，对于环境的伤害较大，在制造、流通和使用中也对环境有一定的破坏。采用计算碳耗用量的措施是消减温室气体的有效手段，印刷包装产业必须做好碳耗用量的实施工作，从而减少印刷包装产品的温室气体的排放。同时，现在许多印刷企业实施“熄灯计划”，办公车间休息期间，关闭照明电源；下班关闭电脑，不使电脑处于待机状态等措施都有助于低碳经济的发展。

使用新型印刷机技术减少印刷过程中的热量排放

1.EB轮转印刷机的研制和投入使用

EB油墨的诞生由来已久，它是一束经过加速的电子流，粒子能量远高于紫外光，可使空气电离，这种高能电子束又称为电辐射。固化过程，不需要光引发剂，干燥过程中无有害挥发物，对环境、包装物没有污染。固化过程中产生热量也较少，碳排放量要少得多。

EB印刷机就是采用高能电子束EB固化油墨，印刷过程无残留、无迁移、无风险。在印刷过程中，无溶剂挥发，从源头杜绝VOCs产生。能耗低，是传统热固化的1%左右。而且操作简便，容易控制，精确度和可重复性高，这可以极大减少能源的使用，并极大降低碳的排放量。

2.使用无轴传动印刷系统

无轴传动印刷系统，又称电子轴传动或者伺服传动，也就是去掉印刷机的机械传动长轴，由一个或多个伺服电机来驱动每一单元，由计算机完成印刷机的复杂的算法，运动控制器与伺服控制器完成印刷动作。其运动控制器可不间断地计算产生虚拟主轴的位置，从而实现印刷过程的同步运作。无轴传动也可以简化印刷机的传动装置，省去皮带传动尤其是齿轮传动机构，机器运转和操作、安装调试、维护保养等以每个色组为单位，结构简单、运转平稳，即使在高速的情况下也能保证印刷质量。另外，操作十分方便，可节省时间，免去机油润滑，降低了机器噪声，因为去掉了驱动组合，制造成本大大降低。并且提高印刷套准精度、提高印刷速度，减小机械磨损，提高机器模块化程度，减少开机辅助时间。

3.管理印刷机干燥结构减少热量排放，并进行热量回收利用

印刷机的干燥装置使用的燃料，排放大量的温室气体，因此采用新型方法来减少干燥装置的温室气体排放量和对于热量的回收使用至关重要。同时，冷却产品所产生的热量、空气中的热量和气体可以进行回收并加以利用。

使用红外线干燥装置，通过干燥装置中的热反馈重新使用加热的排气，提高了系统的效率，减少了能源消耗；使用变频控制式马达的排风扇，得到合适的气体排放，减少燃料使用量。在干燥装置上安装隔热材料减少对环境中热量的排放；根据输出进行调节大大减少了冷却装置所需要的能源。

新型环保油墨的开发和使用

在生产过程中使用各種环境性能优良的材料，用于提高包装印刷的环境性能尤为重要，在材料供应链上减低对环境的污染。油墨产品也受到绿色低碳生产及绿色低碳产品理念的巨大冲击。总体上看，目前油墨的发展方向是朝着水性绿色油墨，无溶剂型光固化油墨，适应不同新材料的特种环保油墨，引入纳米材料形成减量、高性能油墨发展。绿色包装印刷油墨，顾名思义是由纯天然材料组成，并要求流动性好，干燥性适宜，附着力好，色泽鲜艳，透明度良好的油墨。这类油墨最主要的有水性油墨、UV油墨和水性UV油墨三大类。

1.水性油墨与溶剂型油墨的区别

水性油墨与溶剂型油墨的最大区别在于水性油墨中使用的溶剂是水和乙醇，VOCs含量极低，环境污染小，号称环保油墨。

水性油墨不仅可以完全消除溶剂型油墨中某些有害物质对人体的危害，而且可以改善总体环境质量。有关资料显示，目前，美国塑料印刷中有40%采用水性油墨，其它经济发达国家，如日本、德国、法国等，在塑料薄膜印刷中使用水性油墨的用量也越来越多；我国近年来对食品的包装也作出了一些规定，绿色印刷材料的地位在我国也得到了进一步提高，目前我国包装印刷的水性油墨以35%的用量排在其他包装印刷油墨之首。目前，由于凹印生产过程中大量使用有机溶剂，因此发展凹印油墨水性化工艺意义重大。凹版印刷主要应用于包装印刷领域，因此凹印油墨必须向无苯型、适应多样化印刷基材方向发展，使用水基油墨是一个必然趋势。

2.紫外固化油墨的特点

紫外固化油墨（简称UV油墨）是在一定波长的紫外光照射下，能够从液态变成固态的、无溶剂排放的光固化型油墨，具有固化速度快、绿色环保、印刷质量好等特点。

UV油墨已广泛用于柔印和胶印，全世界每年都有10%以上的增长速度，远远超过一般印刷油墨的发展。现在UV油墨已成为一种比较成熟的油墨技术，被人们认为是污染物排放几乎为零的环保产品。

3.水性UV油墨的研究开发

水性UV油墨兼有水性油墨和UV油墨的优点，较普通UV油墨更具有无刺激、无污染、更安全等特点。普通UV油墨由于预聚物黏度一般都很大，而需要加入活性稀释剂进行稀释，而目前使用的活性稀释剂（丙烯酸酯类化合物）具有不同程度的皮肤刺激性和毒性，因此在研制低黏度的预聚物和低毒性的活性稀释剂的同时，另一方面是发展水性UV墨。

4.新型溶剂研制和使用

对于胶印油墨中芳香型溶剂问题，在发达国家已引起高度重视，而致力于新型溶剂研制和使用。

日本已停止生产芳香型矿物油，并有石油公司推出了无芳香族成分的油墨溶剂。受VOCs排放的标准及其环境适应性的影响，美国用大豆油（SOY）代替矿物油溶剂作为胶印油墨溶剂。目前大豆油油墨的干燥问题已从技术上得到解决。在美国，大豆油墨正在逐步取代以冷凝轮转胶印油墨为中心的矿物油油墨。此外，还可以考虑选择其他植物油等代替矿物油溶剂。

减少原料的浪费和进行纸张的回收利用

印刷包装中用纸量较大，而造纸工程对环境的负荷相当大，纸张的制造的环境影响达到65%，并且对于不同规格的印刷品，此数据有所变化。印刷企业尽量减少纸张的浪费，减少次品的产生，提高成品率，既提高生产效率，也减少了污染和浪费。

印刷行业里，一直注意对原料，如纸张的使用量的控制，彻底实施减少纸张损耗措施，但是往往在印刷调试和实际操作中，不能做到废张最少量。这样，印刷商应对纸张用量进行记录，并跟踪了解废纸的处理情况。印刷厂商应该知道废纸总量有多少，造成浪费的原因是什么，例如卷筒纸断裂、橡皮布清洗以及机械故障等。要充分利用印刷设备管理软件，并同卷筒纸供应商开展合作，有效地利用电子数据互换系统，跟踪了解每一纸卷在印刷机上的走纸情况向造纸厂汇报所发现的问题。印前系统生成的数据现已可以自动地传输到印刷机上，保证上机准备时间又快又准。记下所有的调机准备步骤，用录像机录下调机准备过程，看一看有哪些改进，应该重视在开机前对活件的所有环节进行检查。

在减少纸张浪费的同时，印刷包装企业也要做好纸张的回收利用，这样才能做到资源的最大利用，尽量减少浪费和对环境造成的破坏。

低碳生活已经成为新時代的主题，人们对绿色环境的需求也越来越强烈。不仅仅在印刷包装领域，现在以及以后将会在其他各行各业都会出现越来越多的低碳企业、低碳经济的创新举措。

作者单位：河南工学院 河南银金达彩印股份有限公司