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环保重压下 软包装行业的技术发展趋势
2017-11-08

在当今环保呼声日益高涨的形势下,“环保重压”是推动我国软包装行业发展的一个重要契机。这是我国软包装行业提升的一次机会,也是我国软包装行业发展的必由之路,功在当代,利在千秋,我们成功迈出这一步,将会使我国软包装生产的工艺技术逐步向其他先进国家看齐。采用积极的态度来迎接这个挑战,才是我国软包装行业同仁应尽的责任!

环保是软包装发展的永恒主题,无论是软包装设计(包括图案设计和结构设计),还是生产工艺、生产设备、原材料的选择,抑或是厂房的设计,都应满足环保要求。例如,过多颜色的图案设计或过度包装设计;产生过量且浓度特别低的VOCs的落后设备;不合理的厂房设计带来不稳定的生产环境,导致大量质量事故的产生等,这些都违背了环保的原则,需要我们正视和改正。那么,环保重压下,软包装行业的技术发展趋势如何?软包装企业应该如何应对呢?

源头控制

VOCs源头控制是实现软包装环保生产的一个重要关键,参考国外同行的成功经验,凹印使用单一溶剂或单一种类溶剂的油墨,笔者认为这是我国软包装行业发展的必然趋势。与此同时,一些特殊应用所使用的UV油墨和EB油墨,也是实现VOCs源头控制的一个思路。当然,如果用于薄膜凹版里印复合软包装的水性油墨研发成功,并能满足应用要求,这将是对VOCs治理的一大贡献。这里,笔者特别强调“薄膜凹版里印”和“复合”这两个关键词。

近年来,在凹印水性油墨的研发过程中,我们大多只是聚焦在油墨的色彩表现或印刷过程中出现的质量问题(如容易产生拉丝现象等)上,部分油墨生产商也关注到水性油墨在薄膜基材上的附着力。其实除了上述研发过程中需要关注的问题外,我们更需要从“复合软包装”的整个生产过程和整体结构需要面对的问题来考虑水性油墨的研发。例如:

(1)水性油墨的干燥,需要使用比溶剂型油墨更高的干燥温度。这就需要更多的能源消耗,需要设备烘箱具备更好的防锈能力。而且,更高的干燥温度会导致薄膜基材更容易产生热延伸现象,这对于当今潮流发展的电子轴凹印设备所使用的套色原理是一个大忌。

(2)如果出现水分不完全干燥的现象,残留水分会影响干式复合双组分胶黏剂交联反应的完整性,使胶黏剂无法正常发挥其应有的耐热和耐水性能,比如在热封过程中无法维系应有的复合强度,从而影响整体结构的复合性能;再比如复合结构中的阻隔性材料(如铝箔)有可能由于复合强度减弱或完全剥离而与结构中其他材料分离,单独承受外界应力的冲击,从而在热封过程中受到破坏,造成阻隔功能失效。在软包装材料的使用过程中,所有的复合软包装产品都需要进行热封,热封温度可能高达180℃甚至200℃以上,而且热量是由包装设备的热封刀首先从承印材料开始传导到封

口层材料,印刷油墨的耐热性能首先受到挑战。此外,水性油墨在薄膜基材上的附着力,也直接影响整个产品结构的剥离强度。

(3)水性油墨是否使用100%的水作为溶剂?或是需要添加一定百分比的醇类溶剂?如果是后者,排放的VOCs浓度将会非常低,对于当今在中国,醇类的排放是否像美国那样视为允许排放的类别的问题还没有清晰的情况下,对VOCs的处理效率和难度,这又是一个新的挑战。

生产设备的发展趋势

1.凹印设备正向高速、高效、智能化和人性化方向发展

为了更好地使用单一溶剂或单一种类溶剂油墨,凹印设备的工作速度必须要快,以适应单一溶剂或单一种类溶剂油墨较快的干燥速度,避免出现浅网转移掉点的问题。另外,还有以下一系列问题需要解决。

(1)高速凹印设备的烘箱效率必须要优化,废气排放总量要少,废气浓度要高,需要保证干燥效果和溶剂残留值达标。为此,烘箱和热交换系统的设计必须要优化,要有突破;热风在系统中实现合理循环,提高热能利用,减少废气排放总量及增加废气浓度,同时改进VOCs治理效率,减少能源消耗。

(2)高速运行的凹印设备,带来了套印精度的挑战。真正的电子轴凹印设备将是应对挑战的最佳选择。

(3)高速运行的凹印设备,其设备运行的辅助手段,如装卸卷的机械化手段必须要跟上,把操作工人从高强度的重复劳动中解放出来,聚焦在印刷质量的监控等主要工作中去。

(4)工艺参数设定的智能化,提升生产效率和质量保证。

2.随着环保趋势的加强,柔印将在中国得到发展

更少的油墨使用量、更少的VOCs排放、设备的智能化设计,使柔印产品的质量和成品率惊人地提高。随着柔印技术的不断成熟,其在我国复合软包装市场具有潜在的生命力,市场发展前景不可估量。

反观我国软包装产品的生产,凹印占领了超过95%的市场份额,主要是因为凹印产品印刷图案精美,能满足亚洲特别是中国市场消费者的特殊心理要求,很大部分的消费者错误地认为印刷精美的包装意味着内容物的高质量。另外,凹版制版的普及(技术、质量、价格、交货期)、凹印设备的普及(技术、价格、国产电子轴设备的出现)和凹印操作人员的普及,更是起到了推波助澜的作用。

过去的柔印设备过分依赖操作人员的经验和技巧,而且受过去柔性版制版技术的制约,柔印的表现能力不能满足我国软包装最终用户的审美要求。另外,柔印水性油墨不能满足复合软包装薄膜基材里印对油墨附着力的要求,且自身光泽度不足,而柔性版薄膜里印溶剂型油墨在中国的供应渠道很窄,使柔印的应用更多地只停留在PE薄膜、墙纸、纸张及纸箱印刷等领域。其实,我们所期待的柔印未来的潜在市场,不应只是在这些领域,而是应在食品、药品、日用品等复合软包装领域发挥更大的作用。随着柔印技术的发展,上述问题已经逐步得到解决。

色彩还原是柔印的关键,国外先进的卫星式柔印设备都具有智能化设计,能够通过自动计算或使用多种手段,来实现版辊对中央冷却辊的压力控制,从而保证印刷色彩的还原效果。这方面的设计大致可以归纳为两大类:一类是动态自动调整功能;另一类是静态自动调整功能。两种设计在产生废品量方面存在较大差别。

为了确保柔印色彩还原的准确性,不单单版辊对中央冷却辊的压力需要得到准确的计算和执行,整台设备的制造和装配,尤其是中央冷却辊的制造和装配精度,以及中央冷却辊表面和侧面的实际温度、墙板因温度变化而产生的变形、中央冷却辊不同心度的跳动量都需要实现精确和有效的控制。

再加上版辊零力矩到位技术、版辊定期自动调整复位技术、高效的烘干系统(包括单元烘干和主烘箱)、套筒式版辊和网纹辊的应用……这一系列新技术让柔印的质量和效果追上了凹印。

当然,柔性版制版技术的提升,比如更环保的无溶剂制版(如水洗制版、热敏制版及激光直接雕刻制版等),能够实现连续图案印刷的无缝套筒,能高效地满足精细网点印刷的表现力和实地印刷的油墨转移和色彩饱和度、光滑表面或磨砂表面的平顶网点技术(如杜邦TM赛丽®EASY平顶网点版材技术),高线数陶瓷网纹辊(六角形60度网穴)的应用等,都为高质量柔印带来了不可估量的贡献。

以上技术突破,摆脱了一直以来柔印质量依赖操作工人的技巧和经验的约束,为柔印技术在非传统使用国家的推广奠定了基础。但同时也带来了进口设备高昂的价格和关税问题,而国产设备的技术指标和性能,尤其是在设备的制造安装精度以及智能化功能方面还有很多差距,导致柔印应用准入门槛的提高。

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