绿色印刷在塑料软包装行业中的发展与应用研究

,绿色印刷在塑料软包装行业中的发展与应用研究,答辩人： 指导老师： 学院： 专 业：印刷工程 学号：,2,目录,研究背景及内容,新型制版方式和印刷机构改良,新型油墨及新型塑料薄膜,生产实际举例,总结,研究背景及内容,研究背景： 在我国改革开放的二十多年期间，随着经济的发展，各个行业发展迅速，而作为人民日常生活中最重要组成的之一的印刷行业，也在这几十年中得到了飞速的发展。其中作为印刷行业的分支的塑料软包装行业的也随着印刷行业整体的发展而在飞速发展。但与此同时，作为传统工业，塑料软包装行业在印刷生产中对自然资源和能源的过度消耗及废弃物对自然环境所带来的污染，已经变成了阻碍塑料软包装行业发展的障碍。因此，行业改革迫不及待，绿色印刷顺应自然的成为了行业发展的必然趋势。经过近几十年的发展，绿色印刷已经成长为印刷行业内普遍应用并慢慢开始普及化的一种新型印刷方式，绿色印刷整个过程低碳环保无污染，是塑料软包装行业首选的印刷方式。因此，研究绿色印刷在整个塑料软包装行业中的可持续发展及未来的应用有着重大意义。,研究背景及内容,研究内容： 本论文研究印刷技术的改良。如研究塑料软包装中的凹印技术中的制版问题，使用新型的激光制版技术，在版材上直接使用激光进行雕刻，避免传统制版所产生的废气废液造成的环境污染；研究凹版印刷机干燥系统，如改进干燥系统中干燥箱的结构，对干燥箱进行有效分区来达到节能的目的。同时还对干燥系统中烘干箱的喷嘴进行改进，两种喷嘴搭配使用达到节能减排的效果。此外通过辅助设计软件如PLC精确控制凹版印刷机运行过程中风速的变化来达到节能减排的目的，实现绿色印刷；再研究新型油墨在塑料软包装行业的应用和改善。如采用水性塑料凹版印刷油墨来代替传统油墨，避免了传统油墨溶剂挥发对人类健康所造成的伤害。还研究了植物油基印刷油墨，这种油墨用植物油来代替了具有挥发性的石油系，有效的降低了VOC等有害物质的排放，减轻了油墨溶剂挥发对大气的污染。最后，研究塑料软包装印刷中塑料薄膜的环境污染问题。研究水溶性塑料薄膜、可食性塑料薄膜，从而降低塑料薄膜不可降解特性对环境造成的污染。最后结合生产实际来说明软包装行业绿色印刷的发展。,新型制版方式和印刷机构改良,新型制版方式 传统制版方式化学腐蚀制版，这种制版方式有着不少缺点，其需要经过酸洗、镀铜、镀铬、氯化铁腐蚀等过程，在制版过程中会排放大量化学废物，产生极大的污染。新型激光制版技术用高能激光束作轴向运动，在作高速轴向转动的运动的辊筒表面（金属层或基漆层）上，直接烧蚀出网点凹坑或作用于基漆层使金属版辊裸露出来形成图文，从而为后续加工工艺做准备。新型的激光制版方式能极大的缩短制版周期，从而降低成本。同时还能使雕刻精度的提高，因此能够满足更多更高要求的印刷需求，同时也更加环保。,新型制版方式和印刷机构改良,印刷机构改良：凹版印刷机干燥系统是印刷机能源消耗的最大组成部分之一，也是产生毒害气体成分的主要控制装置，干燥系统结构的的优化改良和辅助参数的控制直接影响着凹版印刷机废气排放和能源消耗的多少，也决定着塑料软包装行业绿色印刷的发展。 凹版印刷机加热烘干装置,凹版印刷机干燥系统的改良,干燥箱内部结构图,凹版印刷机干燥系统的改良,通过结构图可知干燥箱是由风嘴、回风管、进风口、出风口等几部分组成的。 因此可以从风嘴结构优化，干燥箱保温措施来改进干燥箱干燥性能。 喷嘴（风嘴）：扁平狭口型喷嘴,凹版印刷机干燥系统的改良,这种喷嘴为棱边扁平狭口型喷嘴，这种类型的喷嘴，进风口处是棱边，所产生的阻力更大，会降低风速。因此进行改进。,改进如图所示，将棱边变为圆角边，圆角边局部阻力更小，热风流速的提高非常有帮助。,凹版印刷机干燥系统的改良,除了扁平狭口型喷嘴，还有一种喷嘴为网孔板型喷嘴。,这种喷嘴产生的效果是风速相对狭口型的风速低，但风量相对来说比前一种要大很多，传递的热量相对来说就比较多一些。这两种喷嘴都有自身的特点，各自使用的场合也有所不同。,凹版印刷机干燥系统的改良,因此，本论文提出一个改进方案：即为网孔板型喷嘴与扁平狭口型喷嘴搭配使用，进行干燥。,凹版印刷机干燥系统的改良,在烘箱的进料口处，先采用网孔板型喷嘴，利用其风量大，风速的低，加热面积大的特点，初步对印品进行简单干燥。在烘箱的中部以及后部，使用扁平狭口型喷嘴，尤其是圆角边的扁平狭口型喷嘴，利用扁平狭口型喷嘴风速快，加热面积小，干燥速度快的特点，进一步对此前印品上的没有完全干燥的油墨进行烘干。这种搭配可以极大的提高喷嘴的干燥效率，使凹版印刷机干燥系统消耗的能源大大降低，达到了节能减排绿色印刷的目的。,凹版印刷机干燥系统的改良,凹版印刷机干燥系统的改良,在图中可见，在X-t曲线中，开始的A-B段，斜率较小，表明印品刚进烘箱，正处于预热阶段，少量表面的溶剂开始挥发，印品的温度开始上升，说明热风的热量传到印品表面。此时由于在进料口处，由于排风的作用，一部分外部的空气也随印品进入烘箱，所以热风的温度比实际的温度要低一些。 在B-C段，热风传递给印品的热量基本上等于印品中溶剂气化所需要的热量。此时印品表面的温度几乎维持不变，由于溶剂吸热气化，溶剂蒸气向表面扩散。印品中溶剂含量降低。在C-D段，随着印品溶剂含量的降低，则溶剂挥发的速率也同时降低，这一段中由于印品中多数的溶剂己气化，则热风所带来的热量大部分传给了印料本身，所以在T-t曲线图中CD段，印品表面的温度很快上升。 由此可以得出这样的结论，在印品刚进入烘箱时，需要比较多的热量，比较迅速的传给印品及油墨中的溶剂。这就需要大流量的热风，将更多的热量带到印品表面。因此采用热风量大，传递热量多的网孔板型喷嘴。而后期，溶剂都已经基本挥发，热量基本会被基材吸收，因此需要小流量，高风速的扁平狭口型喷嘴。,凹版印刷机干燥系统的改良,改进烘箱保温效率 烘箱中烘干效率和热风的温度有关，烘箱内的加热器的产生的热量有很大关系，但热量在输送过程中会流失，加热器产生的热量不能全部转化成热风的温度。因此需要降低传递过程中的热量损失。由于烘箱的表面积比较大，并且烘箱保温措施不好，常常会造成干版。具体可以用硅酸铝纤维板来作隔热层，这种材料导热效率低，可以起到很好的保温作用。,凹版印刷机干燥系统的改良,控制凹版印刷机的有机废气排放与治理实现节能减排 软包装行业中印刷所使用的油墨大部分都含有大量有机溶剂,而且这些有机溶剂在印刷生产时，几乎没有经过任何处理就直接进入了空气中，这导致软包装行业每年向大气排放的有机挥发物质高达几十万吨。因此印刷过程中有机废气排放控制和末端治理是实现凹版印刷机节能减排，进行绿色印刷的主要手段和重要环节之一。 通过过采用蜂窝状活性碳,使活性炭吸附并浓缩有机废气，进而催化燃烧的方法,来吸收有机废气。 具体方法为：从印刷车间排放出的有机废气, 经过过滤器过滤掉灰尘和杂物, 有机废气再进入活性炭构成的吸附床, 然后有毒的有机物被蜂窝状活性炭吸附, 最后净化后的气体便可以直接排放。,凹版印刷机干燥系统的改良,PLC辅助控制 计算机自动控制技术的不断发展,可以尝试用计算机来辅助控制干燥系统的风速变化。以PLC为控制核心,通过传感器的随时随地的检测,变频器的变化来调节风机转速大小，这样便可以使风机自动变速,从而解决风机与电机负荷的匹配问题,达到系统最优运行状态和节能目的。具体流程图如下：,凹版印刷机干燥系统的改良,绿色印刷油墨,水性塑料凹版油墨 凹印油墨由于使用量巨大,对人体健康和环境的危害也严重。因此研究新型的绿色印刷油墨对于绿色印刷在软包装凹版印刷行业的发展和应用有着巨大意义。 水性凹印油墨是以水基树脂为连接料,有机颜料或染料为色料,水或乙醇为主要溶剂,配以多种助剂经精细研磨调配而成的一类环保印刷油墨。由于用水作溶解载体，水性凹版油墨具有显著的环保安全特点: 安全、无毒无害、不燃不爆，几乎没有挥发性有机气体产生，不污染大气环境。 传统水性塑料凹版油墨和传统醇水型塑料复合油墨的对比如下所示,绿色印刷油墨,绿色印刷油墨,大豆油油墨 大豆油油墨基本上用大豆油替代了具有挥发性的石油系溶剂，大豆油同时本身又是绿色环保的天然植物油，所以会减少挥发性有机化合物 VOC 的释放，降低对大气的污染。同时其化学诱导物安全无毒性，并且有利于印刷业环境与健康安全中的自然降解问题。此外大豆油可以通过种植大豆压榨获得，可无限再生，而传统的石油基油墨中必不可少的石油是不可再生资源，已经随着大量使用而日益枯竭。此外大豆油油墨的色泽也好，豆油墨原料是日常所使用的食用油，而食用油，在经过一系列严格的精炼工艺加工后，其流动性、着色性都会得到显著提升，并且还有高透明度、色彩丰富、不容易掉色等优点，可适于广范围的彩色印刷。对色彩有较严格要求的软包装印刷行业来说，大豆油墨具有天然的优势。,新型软包装塑料,水溶性塑料薄膜 水溶性塑料薄膜是一种种新型的的绿色包装材料，在发达国家被广泛应用于各种产品的外包装，如化肥、农药、洗涤剂等方面。水溶性包装薄膜具有能够完全降解、安全无害等优点。因此具有优秀的环保性能，在一定程度上很好的减少了白色污染，保护了生态环境。此外水溶性塑料薄膜还有防静电特性、良好的阻隔特性、良好的印刷适性等优点。,新型软包装塑料,可食性包装材料 可食性包装材料，即当其的包装功能完成后，可将其作为一种食用品直接食用。可食性包装材料具有安全卫生、无毒、无异味、质量轻等优点，因此可以直接包装食品，并且不会造成白色污染。 一般常见的可食性包装材料有蛋白质类、脂肪类、淀粉类等。,绿色印刷在塑料软包装行业中的应用,生产实际举例 以大连荣华彩印包装有限公司为例。,绿色印刷在塑料软包装行业中的应用,绿色印刷在塑料软包装行业中的应用,上图为大连荣华彩印包装有限公司所使用的凹版印刷机。 通过对凹版印刷机的干燥系统进行了改良，通过适当的加长烘道长度，降低烘道的温度来提高凹版印刷机的干燥效率，平时需要55的温度才能实现干燥，在经过改良后，只需45-50就可以达到以往的干燥效果。大大降低企业对能源的消耗，达到了节能减排的作用，某种程度上实现软包装企业的绿色印刷。 此外，该公司还通过吸附法来对产生的废气进行一定程度上的吸收，降低有机废气排放所造成的环境污染，使用该方法后，废气排放量如下图所示：,绿色印刷在塑料软包装行业中的应用,绿色印刷在塑料软包装行业中的应用,此外该公司还在一些产品的外包装上采用新型环保油墨进行印刷，在一定程度上降低了油墨中有机溶剂挥发造成的环境污染。具体产品图如下：,绿色印刷在塑料软包装行业中的应用,总结,要想更好的在软包装行业发展绿色印刷，就需要对印刷技术、印刷油墨、塑料软包装进行改良，使其符合绿色印刷的标准，做到对环境污染小，对工人健康危害小。 （1）通过使用新型激光制版技术，减少制版时产生的废气废物，降低环境污染，实现软包装行业的绿色制版。 （2）研究凹版印刷机干燥系统，改良干燥箱的结构，改进空气喷嘴的同时，提出自己的改进措施，即两种不同类型喷嘴配合使用达到节能减排的目的。同时对干燥箱外壁进行保温处理，控制干燥过程中有机废气的排放，同时使用PLC辅助控制风速变化，及时调整风速大小，通过上述方法达到节能减排绿色印刷的目的。 （3）使用新型环保油墨如水性凹版油墨、大豆油油墨替代传统油墨，降低油墨中污染物对环境造成的污染，使软包装行业实现绿色印刷。并采用可降解的新型软包装材料替换不可降解的塑料薄膜来实现绿色印刷，进而推进绿色印刷在塑料软包装行业的发展和应用。 （4）根据自己的实习经历，结合企业生产实际来说明企业发展绿色印刷的方向和具体措施，同时结合其他企业生产案例来阐述其他企业发展绿色印刷的具体方案。通过举例说明来证实绿色印刷在软包装行业未来