通过CHINA PRINT 2017，我们深刻地体会到，VOCs的减排及治理是目前软包装行业的当务之急，且在源头防治、过程控制和末端治理三个环节都有了较大的进展。
第九届北京国际印刷技术展览会（CHINA RPINT 2017）刚刚落下帷幕，与往届不同的是，本届展会特别设立了绿色·创新主题公园，而多家参展企业也展示了最新的VOCs治理技术，为印刷行业尤其是软包装印刷行业提供了系统的治理解决方案。通过展会，我们深刻地体会到，VOCs的减排及治理是目前软包装行业的当务之急，且在源头防治、过程控制和末端治理三个环节都有了较大的进展。
软包装行业的VOCs源头控制
从源头减少溶剂的使用量，从长远来讲是实现软包装行业VOCs减排的根本解决措施，也是当前的优先选择。就目前情况而言，无溶剂复合技术和水性胶粘剂复合技术已得到广泛应用；水性油墨印刷技术正逐步实现市场化；数字印刷技术、无溶剂凹印技术、EB塑料印刷技术开始被应用。
1.浅版化VOCs源头减排
1)采用高浓度油墨及高浓度白墨，减轻环境负担。
与传统油墨相比，高浓度油墨中溶剂含量可减少6%~10%，稀释剂使用量可减少30%，版深可减少25%～30%，上机墨使用量可减少约25%～30%，故整体的使用成本优势显著。特别值得一提的是高浓度白墨，其可用于有较强遮盖要求的真空镀铝及铝箔等的薄膜印刷。
2）采用高浓涂布粘合剂，减少醋酸乙酯使用量。
高浓度双组份聚氨酯胶粘剂可以以原胶50%的含量直接进行涂布（使用高网线涂布辊），真正实现高固低粘上胶，有效降低VOCs排放量，节约复合成本，降低能耗和减少复合工序的溶剂残留。
2.水墨凹印技术
采用水墨从源头治理VOCs可以说是最为理想的方法。目前，由水墨、水墨凹印机、水墨浅版及水墨刮刀等组成的水墨应用产业链已成雏形。
就水墨而言，其研发已经接近成熟，初步解决了水墨的初干、彻干问题，水墨对基材的润湿、体系对颜料的分散问题，适应浅版印刷的遮盖力问题，故其已在一些软包装企业开始推广使用。建议使用水墨时，先白墨后色墨，这样可以减少版费支出，也可以减少一次性全色转换可能带来的风险。以目前市场情况而言，适用于PE、PP薄膜表印的水性油墨相对成熟，应用案例较多，如购物袋等；适用于BOPP、BOPET薄膜里印的水性油墨接近成熟，如应用于一些印刷要求较低的复合里印；但水性油墨尚不能完全适用于BOPA尼龙薄膜里印，有待于油墨制造企业的进一步研发。
就水墨凹印机而言，水墨的印刷速度是个瓶颈，高能耗、低干燥率是主要原因。通过优化烘箱设计和循环排风设计，可以大大提升凹印机的干燥能力。如陕西北人推出除湿热泵, 可将湿度从80%调整为20%以下，从而大幅提高干燥速度，降低水墨干燥的温度，保证纯水墨印刷速度可达250~300m/min。
就制版而言，水墨浅版网点的形状和深浅都较普通凹印版有了相应的改变。运城制版等企业已经掌握了适用于水墨印刷的凹印版辊制版技术，并开始提供水墨版服务。但是凹印企业现用的凹印版辊存量很大，若全部改为浅版，将是巨大的损失。
3.使用单一溶剂油墨
使用单一溶剂油墨也是解决软包装行业源头管控问题的方法之一，其回收方法与干式复合工艺的回收方法相同，目前已在欧洲国家得到普遍使用。这是因为欧洲国家的印刷设备生产速度较高，可达300~500m/min，且欧洲国家对印刷质量的要求较低，即使使用单一溶剂油墨在高速印刷下出现了微小的印刷瑕疵，也可以被接受。而在我国，印刷设备的生产速度无法与欧洲国家相比，加之国人对印刷质量要求较高，使得单一溶剂油墨在凹印工艺中难以应用。
与往届展会不同的是，CHINA PRINT 2017特别设立了绿色·创新主题公园，而多家参展企业也展示了最新的VOCs治理技术
4.塑料薄膜数字印刷技术
在个性短版渐成趋势的背景下，塑料薄膜数字印刷技术更多为软包装行业所应用，其无需制版，而且不同规格、尺寸、袋型及版本设计的产品都可进行拼版印刷。国内已有一些软包企业购置了数字印刷设备，进行薄膜印刷，然后再用传统的工艺进行复合和制袋。
本届展会上，通泽公司展出了数字印刷专用复合机，在第二放卷配置了电晕处理器，针对数字印刷油墨表面进行处理，以提高复合强度。该设备结构紧凑，走料路径最短，可大幅减少复合基材损耗，降低生产成本。
5.无溶剂凹印技术
无溶剂凹版印刷是在承印物的表面涂布固含量100%的油墨（不含任何有机溶剂），并通过辐射固化进行干燥的印刷方法，辐射固化源包括UV、LED、OLED、EB等。无溶剂凹印技术可实现无溶剂残留（VOCs残留基本为零）,有效减少印刷损耗,避免了刀线、堵版等质量问题，同时让印版寿命增加，对短版印刷活件更有优势。
本届展会上，包括中山松德在内的多家企业推出了软包装无溶剂凹版印刷机，帮助印刷企业从源头上杜绝VOCs的产生。
6.EB等塑料薄膜胶印技术
国内一些企业已经开始引进EB塑料印刷机或UV薄膜胶印机，这也是从源头考虑彻底解决VOCs问题。
7.双头涂布无溶剂复合技术
无溶剂复合技术发展迅速，替代比例持续增加。从技术角度看，无溶剂复合对溶剂型干式复合的可替代比例已达到 80%以上。如全面推广，可实现VOCs减排48万吨/年。
双头涂布快干固化无溶剂复合工艺更是值得关注的新工艺。所谓双涂布头，即主剂、固化剂分开涂布，在复合工位时，双组分才相遇并快速产生化学反应，固化时间比干复还短。因为速度极快，故印刷基材残留的醇类或环境湿度的影响可忽略不计。这意味着不再需要混胶泵，也就是说，不用再担心因为混胶泵而产生的质量问题。 除此之外，即使改用普通泵，设备短时间休息时也不用清洗了。
双头涂布无溶剂复合工艺属于革命性技术，在成熟度上还有待市场验证和完善。目前，台湾日胜、康达、玉立等多家胶粘剂企业推出了快干固化的无溶剂复合粘合剂，重庆鑫仕达包装设备有限公司等企业推出了国产双头涂布无溶剂复合设备，且已有软包装企业购入国产双头涂布无溶剂复合设备开始进行商业化应用。
软包装行业的VOCs减排过程控制
VOCs减排的过程控制，是指在印刷和复合加工过程中，通过改进烘干效率和生产现场管理等措施，从而达到VOCs减排的目的，主要措施是减风增浓和现场封闭。具体而言，通过对印刷复合设备进行技术革新，使生产排放VOCs的风量减小、浓度提高，同时增加热能利用等。如，采用ESO系统、给设备增加LEL装置、减少车间现场的溶剂挥发、采用半封闭墨槽及给油墨槽加盖、采用全封闭挡墨装置，以及推行清洁生产等。优化排风系统，可以在实现减风的同时，实现节能、减少末端治理投资和运行成本。
软包装行业的VOCs末端治理
目前，软包装行业内的一些大型企业已经开始对排放废气（溶剂）进行回收、燃烧或等离子体无害化处理。但就全国软包装企业总量来说，所占比例极少（1%左右）。此外，部分已经开始使用 VOCs后端处理工艺的企业，由于各种原因也出现了一些问题，如效率较低、回收溶剂质量不达标(无法循环使用)、耗材使用寿命过短、运行成本较高等。有机废气处理在凹印行业困难重重，究其原因，主要是该行业排放的有机废气成分复杂且浓度偏低，而且处理风量幅度变化很大。
软包装行业的VOCs末端治理技术目前主要有两个方向：一个是回收方向，另一个为销毁方向。无论哪种技术路线，都希望可以达到“达标排放、成本适当”的目标。
1.VOCs回收处理技术
回收技术中，吸附法的效率高、净化彻底、工艺成熟，但如果再生的溶剂不能回用或者该溶剂必须进行处理,则可能造成二次污染或增加处理成本。另外，当废气中有气溶胶或其他杂质时,活性炭吸附剂容易失效。回收处理技术的目标是回收回用，关键是回用。如果要实现回用，就必须解决吸附材料效率低、处理装置小型化等技术瓶颈。对于排放量大、包装印刷集中的区域、园区，可考虑采用“分散收集+集中处理”的方式。
回收法已成功应用于软包装干式复合工艺的溶剂处理，但在凹印生产中，回收法的应用效果依然不太明朗，主要是由于凹印油墨所含溶剂类型较多，回收后必须经过精馏、提纯，不仅技术要求高，还需安装精馏塔等设备，大大增加了企业的成本投入，这是小型印刷企业无法承担的。而且，在当前石油价格和溶剂成本均较低的情况下，回收的溶剂经济价值大打折扣。
2.VOCs燃烧处理技术
燃烧处理技术分为热力燃烧法、蓄热式燃烧RTO和催化蓄热燃烧RCO等。目前，燃烧法应用较为成熟，有机废气经过燃烧后产生的热能可以直接回收，按需要输出热能，在实现废气治理的同时可取代燃气锅炉作为供热设备。在我国，应用燃烧法治理VOCs的印刷企业也相对较多。
热力燃烧法需要较高的工作温度，运行费用较高。催化蓄热燃烧需要的燃烧温度较低、能量消耗较小，但催化剂的费用较高且寿命较短。由于印刷使用的溶剂成分复杂，催化剂容易失效而造成排放不达标，而经常更换昂贵的催化剂会造成使用成本高昂。另外，对于小型印刷厂或不能连续生产的单班或双班生产企业，还需要考虑燃烧炉的保温问题或频繁点火的费用问题。
3.低温等离子体净化技术
低温等离子体净化技术，利用介质放电产生的等离子体，以极快的速度反复轰击废气中的气体分子，激活、电离、裂解废气中的各种成分，通过分解、氧化等一系列复杂的化学反应，使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质，有机化合物最终产物为CO2、CO和H2O。该技术避免了其他方法产生的后期处理问题，无需考虑催化剂失活问题。但其也存在对混合有机废气净化效率较低、容易产生打火危险等问题。
等离子体精华技术具有工艺装置简单、开启方便、占地面积小、使用方便、价格便宜、运行费用较低等优点，近年来得到迅速发展。目前，国内从事等离子体VOCs治理的环保企业已发展到30家以上。
在凹印行业，已有不少印刷企业安装了等离子体治理装置或等离子+UV光解净化装置，并通过了环境影响评价。但实际上，这仅仅是在一种简单的工况条件下实现达标，并不意味着可以适应较为复杂的工况条件。因此，在凹印行业的实际应用还需要进一步完善。
（作者单位为中国印刷技术协会凹印分会）
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