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、掛歷印刷機械等前期的準備工作，其中最主要的碳排放是在制版過程中產生的廢水排放，即PS/CTP版顯影、定影等過程中產生的廢顯影液、定影液、潤版液、洗版水等，該廢液中含有大量有機物和重金屬離子等，對環(huán)境污染非常嚴重。據統(tǒng)計，在PS制版過程中每使用2m2PS版就會產生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版僅產生1升的廢液。據官方統(tǒng)計，2014年全國膠印版材總生產量為2.99億平方米，其中PS版產量2.18億平方米，預計該過程產生的廢水總量將會達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膠片將會產生1升的廢液，因此每年將會產生1000萬升～2000萬升的廢水。

2.掛歷印刷工藝

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

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，其有機溶劑含量高達40%～60%，干燥時更容易揮發(fā)產生VOC，不僅對空氣造成嚴重污染，而且還會對人體神經系統(tǒng)及造血功能造成嚴重危害。據官方統(tǒng)計，2014年我國油墨生產總量約為47萬噸，其中溶劑型油墨近四成，僅此一項每年就會有近8萬噸的有機溶劑變成VOC排至大氣中。

②掛歷印刷設備的能耗問題：包裝掛歷印刷行業(yè)是掛歷印刷工業(yè)的能耗大戶。據保守統(tǒng)計，目前我國在用的掛歷印刷及涂布復合設備在1萬左右，按每臺設備能耗200kW/h計，年能耗(以電能計)=200kW/(h?臺)×4800h/a(開機時間)×1萬臺=96億kWh;按每臺設備的熱廢排氣排量10800m3/h計，熱廢氣排放總量=10800m3/h×4800h/a(開機時間)×1萬臺=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。

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、糊盒等過程中產生的有機溶劑揮發(fā)、耗電、熱廢氣、固體廢棄物、少量廢液等，以及產生的噪聲污染。目前，國內印后的覆膜環(huán)節(jié)采用的覆膜膠多是溶劑型，生產過程中會產生大量的VOC廢氣，據統(tǒng)計，目前國內有1.6萬～2萬臺(套)溶劑型復合機，每臺干復機的溶劑排放量為15噸～30噸/年，全國預計將會有24萬噸～60萬噸的有機溶劑排放至大氣中。另外，印后覆膜環(huán)節(jié)使用的干式復合機能耗非常大，每年總能耗約計22億kWh～40億kWh〔注：每臺干復機溶劑干燥耗電量為14億度～20億度/臺?年，按1.6萬～2萬臺(套)計算〕。

此外，無論是印前、掛歷印刷的各部分操作，還是印后階段，都會產生大量的橡皮布、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、膠輥等還會產生大量的有機溶劑廢液，清理及處理成本很高。

掛歷印刷相關產業(yè)的碳排放分析除了掛歷印刷生產過程中產生的碳排放外，一些與掛歷印刷相關的產業(yè)早已成為碳排放關注的重點和焦點，如PS/CTP版材生產過程中產生的廢酸堿、廢水和廢氣，油墨制造過程中使用的各種有機溶劑、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，掛歷印刷設備制造過程耗電耗能等。

1.PS/CTP版生產過程中產生的廢酸堿、廢水和廢氣PS/CTP版的生產需要經過堿洗除油、鹽酸電解、硫酸氧化、涂布干燥等工藝，而且每個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版生產過程中會產生大量的廢酸液、廢堿液和廢水。據統(tǒng)計，每生產1000萬平方米的PS/CTP版，將分別產生廢硫酸2000m3～2500m3、廢鹽酸7000m3～10000m3、廢堿液4000m3～4500m3、洗版廢水30萬m3～35萬m3。據官方統(tǒng)計，2014年我國膠印版材總產量2.99億平方米，因此，產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版生產過程中涂布的感光膠中含有80%以上的有機溶劑，這些有機溶劑在干燥時基本揮發(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溶劑、樹脂等在油墨制造過程中，需要使用多種有機溶劑、樹脂等有機物，這使得油墨成為掛歷印刷VOC有機污染物、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)生產企業(yè)300多家，2014年油墨產量達47萬噸，每年消耗幾十萬噸有機溶劑及樹脂等，同時還會產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，兩項指標連續(xù)三年均居行業(yè)統(tǒng)計的第一位。

另外，我國廢紙資源的回收率比較低，不足40%，與發(fā)達國家70%的回收率相距甚遠。據計算，回收1噸辦公類廢紙，可生產再生紙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%，相當于800萬公頃森林免遭砍伐。因此，科學家將再生紙之源—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。據官方統(tǒng)計，2014年我國掛歷印刷橡皮布總產量達147萬平方米，同比上年增長4%;掛歷印刷膠輥總產量達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

要實現掛歷印刷業(yè)的節(jié)能減排，應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工藝，從根本解決當前掛歷印刷業(yè)存在的能耗、排放等問題;二是針對傳統(tǒng)的主流掛歷印刷工藝與技術進行產業(yè)改造升級，實現掛歷印刷工業(yè)中大部分物質的循環(huán)利用以及綜合處理利用，從而達到掛歷印刷業(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現掛歷印刷業(yè)節(jié)能減排的根本保證，也是綠色掛歷印刷最終得以實現的保障，可從以下幾個方面來解決。

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)應該采購符合國際環(huán)保要求的紙張，這些紙張應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，如在今年全國兩會上首次亮相使用并取代傳統(tǒng)紙張的石頭紙。據介紹，一個年產36萬噸的“石頭紙”項目，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藥液可以直接排放。此外，還需要開發(fā)VOC刷機清洗劑、水性光油、水性覆膜膠等。

2.選擇低碳型掛歷印刷技術工藝

大力推廣直接制版(CTP)技術。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，國材生產和CTP技術均已比較成熟，另外，版噴墨CTP等新型CTP技術的研發(fā)。積極推廣數碼掛歷印刷技術。由于數碼印統(tǒng)掛歷印刷的很多中間步驟，實現了節(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展會上，數碼掛歷印刷的品種數目及參了傳統(tǒng)掛歷印刷設備。從長遠來看，數碼掛歷印刷刷的一個發(fā)展方向，必將成為今后掛歷印刷技重點。

3.積極研發(fā)推廣無溶劑復合技術

該技術使用的膠黏劑中不含溶劑，產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。此外，干燥為干式復合的1/25～1/15，且生產速度大大降低了能源消耗，被公認為未來復合發(fā)展方向之一。

目前國外的無溶劑復合技術發(fā)展已經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藥水，產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清洗劑、水性光油、水性覆膜膠等。

4.針對掛歷印刷、印后積極推廣組合掛歷印刷

組合掛歷印刷技術是多種掛歷印刷工藝技術在同一條生產線上集多種掛歷印刷方式(如柔印、網印或數碼掛歷印刷)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)點結合在以上，新增設備中此類設備的比例高達80%～90%。而在國內，該技術發(fā)展相對緩慢，據不完全統(tǒng)計，到2014年底國內無溶劑復合設備大約有50臺，其中大部分為進口設備，而且生產規(guī)模很小，占整個復合產能的比例還不到5%。若我國的無溶劑復合比例達到30%～50%，則每年可減少有機溶劑排放7.2萬噸～18萬噸，節(jié)約電能近5億kWh。

除上述4點外，還需大力發(fā)展環(huán)保柔印、印、水性上光工藝等新技術。在加大新材料、新技術工藝研發(fā)使用同時，合我國掛歷印刷業(yè)當前的實際情況，加快對傳統(tǒng)掛歷印刷流部分的工藝或技術進行改造升級。1.PS/CTP版生產過程中處理液的循環(huán)利用或據調查，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，不僅浪費了大量的酸水等資源，還會產生大量的廢渣，企業(yè)也需要為高昂的排污費用等，更重要的是對周圍環(huán)境造成污染。針對這一問題，中國掛歷印刷科學技術研究所研究攻關，成功開發(fā)出了“廢酸液在線循環(huán)利用術”和“洗版廢水回用新工藝技術”，已用于P版生產企業(yè)。據企業(yè)(年產800萬m2版材)反映酸液在線循環(huán)利用新技術”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%)，每年膠印版材生產過程產生的廢水總量2.5億升左右;每年用膠片制版將會產生1萬升～2000萬升廢水;每年掛歷印刷及復合設備廢氣排放總量達5184億立方米;每年覆膜工產生的VOC排放達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周期，高效節(jié)能。例如，節(jié)能型雙面八色掛歷印刷機，一次走紙即可完成雙面八色掛歷印刷，每年每臺設備節(jié)電17萬度。

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