????一、工藝過程。
????一般的包裝產品要經過印刷——檢品——復合——熟化——收卷——分切——制袋等過程,如果全面一些還可能有吹膜、真空鍍鋁和注塑等工藝。
????1、印刷:
????印刷的過程要經過產品圖案設計、分色制版、選用油墨和承印材料、印前準備、調機、正式生產、過程控制、完成生產后清潔整理等步驟。我國圖案設計和制版目前在國內市場上趨向多色化,6色以下已經很少,8色以上甚至10色以上的產品已很普及。其實這里存在一個誤區,就是企業忽視了包裝的功能性,只注重了外觀的花樣翻新,因而對印刷機械要求多色化,增加設備投入,增加制版數量,增加專色調色的復雜程度和增加油墨用量、增加耗能等,這些都是極大地浪費。而在國外發達國家,軟包裝的凹版印刷正在向少色化迅速發展,絕大多數已在6色以下。他們更加注重的是完善包裝的功能性要求,注重包裝材料的安全性和環保性,這種包裝理念差距希望能在國內扭轉。
????因此軟包裝材料生產企業在接到客戶的產品設計時,要向客戶傳遞分色知識,盡量減少色數,同時可以減少客戶的制版費用。就目前的國內市場要求,比較復雜的設計,基本都可以解決在8色以內,只是增加了制版精準度和難度,現在國內的制版技術可解決此問題。一個產品只要印版數量減少,對生產企業和使用企業都有節省的貢獻。
????印前準備的重要一環是調色,以專色為主,調專色一般根據油墨槽大小,先準備油墨槽容量90%左右的各種原色油墨,按事先確定的原色油墨配比調成專色,上機后再根據與標準色樣的差距作微調。這樣可盡量減少專色油墨的浪費。生產過程控制的要點是保證油墨循環系統和黏度自動控制器良好運行,這樣才能保證油墨在生產過程中的抗疲勞性,保證印刷質量的完好和統一。尤其現在醇溶、酯溶油墨逐步替代苯溶、酮溶油墨的大環境下,這一要求更顯重要。
????機器運轉過程中,根據質量要求,只要不影響印刷品外觀,油墨粘度要適當降低,利于油墨節省。根據印刷車間的溫濕度條件,通過選用合適的溶劑配比和機器運行參數(包括機器送風、抽風量、烘箱溫度、刮刀角度、刮刀壓力、壓輥壓力等),在保證質量的前提下提高機速,通常情況下只要調配合適,機速可以從150M/min提高到200M/min左右,這就有30%以上的效率提升,這對企業節能降耗有顯著的貢獻。
????2、檢品:
????此工序比較簡單,主要對有瑕疵的印刷品進行剔除,增加卷米數,提高印刷收卷的整齊度,減少復合工序因接換卷接料帶來的材料損耗。此工序對節能來講,主要是提高操作人員的熟練程度,提高上下材料、去除不良和做接頭速度,提高效率,同時機器速度不低于200M/min。
????3、復合(擠復和干復):
????復合同印刷工序一樣,是塑料軟包裝企業最重要的工藝過程,不管擠出復合還是干式復合,還有很多節能降耗的潛力可挖。
????先談擠出復合,擠出復合的優勢在于不使用膠粘劑,可以最大限度的減少產品中的有害溶劑殘留,相對于干復比較經濟環保,但在生產過程中,T型模頭是制造流延膜的部位,要耗用大量的電能把膠粒樹脂熔融,熔融樹脂流到基材上以后便由橡膠輥擠壓,要經過內有18℃左右冷卻水的冷卻輥迅速對基材冷卻固化,因要對冷卻輥內的循環水進行冷卻,所使用的冷水機也是要耗用大量電能。除此之外,一般進行印刷層復合時要使用適量的AC劑,AC劑涂布后要通過烘箱把溶劑揮發,如果沒有回收裝置,同樣會對大氣造成污染,那么擠復工藝的節能降耗從那些方面考慮呢?(1)只要能達到復合層剝離強度的要求盡量不使用AC劑。(2)保證剝離強度的前提下樹脂膠粒選用熔融溫度較低的。(3)冷卻輥溫度適當提高,但不要超過25℃,實踐證明22℃左右一般對剝離強度影響不大。(4)每邊的飛邊料能控制在20mm以下。(5)邊料卷邊機與機器聯動,盡量不單獨設卷邊機,以節省電能。(6)條件許可,選用無邊擠復技術。(7)基材每卷米數盡量多,15um以下厚度的要達到1萬米以上,其他厚度根據實際情況確定,以減少換卷接頭數量,以達到降低損耗目的。
????干復相對于擠復成本較高,主要來自膠粘劑的使用,特別是有機溶劑型膠粘劑大量使用,不但溶劑揮發對大氣造成污染,同時有溶劑殘留對使用者也會造成危害。隨著技術的進步,盡管水溶性膠粘劑和無溶劑復合已經出現,但目前市場上水煮和蒸煮產品還不能廣泛使用。對于干復工藝走低污染、低耗能和低排放的道路,要考慮以下幾點:(1)在干復設備上增加溶劑回收裝置。(2)選用180m/mim以上的高速復合機,能自動換卷接料和切料。(3)適當降低干基涂布量。普通產品2.0g/m2左右,水煮產品3.6g/m2左右,高溫蒸煮產品4.0g/m2左右。(4)按膠水配比要求適當增加固化劑5%~10%,每節烘箱溫度和復合輥溫度均提高5~10℃,只要機器最大速度允許,可提高機速30~40m/min。(5)不同產品結構,選擇不同的適合的加工工藝參數。(6)基材每卷米數盡量多,只要沒有起皺問題,收卷米數盡量多。(7)為防止粘邊,材料兩端未涂膠部位控制在3~5mm。(8)普通產品選用水溶性膠水。
????4、熟化:
????熟化過程是和復合緊密聯系在一起的,主要作用是加速雙組分膠水的交聯反應,揮發復合膜內的殘留溶劑,達到一定的剝離強度和標準內的溶劑殘留(只要沒有機器缺陷,一般干復機供應參數設定合適,未熟化前的卷膜殘留溶劑量都可達到1mg/m2以下)。為節省熟化的時間和減少維持熟化室內的50℃左右的高溫所耗用的電能或高溫蒸氣,就是要充分利用熟化室內的空間,可以把復合膜豎放、懸空、重疊等,增加室內的熱空氣流通,熟化完成即時把復合膜移出熟化室并充分冷卻,以便進入下工序。
????5、分切:
????同品檢工序,操作比較簡單,要節能減耗,主要是減少飛邊料的寬度,和機器聯動使用卷邊機,提高機器速度,現在高速分切機的速度可達到400m/min以上,增強操作的熟練程度,提高生產效率。
????6、制袋:
????一般的軟包裝企業,制袋為最后一個工序,即包材成品工序,其工藝相對于印刷和復合簡單很多。它的工藝原理主要是在制袋機上通過熱封模具上的高溫把熱封層材料熔化,在適當壓力的作用下使上下兩層材料粘合。制袋的過程,主要的浪費來自飛邊料、調機損耗和電能浪費。
????7、吹膜、鍍鋁和注塑工藝
????這三個工藝均為高耗能工藝。吹膜要電加熱熔融樹脂膠粒,高壓電弧作電暈處理膜面;鍍鋁是在真空狀態下,在蒸發舟上把鋁絲加熱熔融至氣化,讓鋁原子凝結在高分子薄膜表面。同時要有冷卻系統,分別使用水和專用冷凍液做介質冷卻導輥和冷卻剛剛鍍上的鋁基材。特別在抽真空時要加速冷卻真空室,以減少抽真空的時間。加熱和制冷均要耗用大量電能。注塑同吹膜一樣要電加熱熔融樹脂膠粒,通過射膠到成型模具上,然后再通過冷卻循環水經過一定時間的冷卻定型,同樣要用電加熱和制冷,耗能較多。因此有這三種工藝的軟包裝企業,可謂用電大戶,節能降耗任務繁重。如遇拉閘限電,每每首當其沖。這些工序本身都高耗能,為省電通常要對吹膜機和注塑機的加熱部位進行包裹絕熱處理,減少熱損失,也要對注塑和鍍鋁的冷卻循環部位進包裹絕熱處理,減少“冷損失”。
????以上各工序的生產均要保證連續性,減少不必要的停機次數。如大型的印刷、復合、吹膜機和注塑機,只要有停機再開機,就會帶來較多的調機廢料直接增加損耗,同時大大降低生產效率。只要不是換訂單或機器故障,最好把整個訂單連續生產完成。檢品、分切、制袋和鍍鋁,盡量一卷完成。遇到必須停機上下料的情況,要根據機器的收放卷卷徑的規格,適當增加進出料的卷米數,減少換卷的次數。
????上述印刷、擠復、干復合熟化工序均要使用大量的熱能,如印刷機器每個色座上方都要設干燥油墨的烘箱,一般要求溫度為45~55℃,擠復和干復的烘箱溫度一般要50~100℃,干復復合輥輥的溫度要60~70℃,熟化室內的溫度一般要45~55℃,這都需要消耗一定的能源,機器的烘箱通常由蒸汽鍋爐提供熱能,鍋爐的燃料一般為煤、重油、柴油或天然氣,其他要的熱能一般需要電能來轉換,這樣不但耗能還存在環境污染問題,目前市場上出現了硅導太陽能供熱系統的產品。太陽能具有無污染、可再生、沒有尾廢排放等優點,是用之不盡、取之不竭的清潔能源。有資料顯示節能可達50%以上。目前已有多家塑料軟包裝企業在印刷和復合機上使用,獲得了較好的效果,有條件的企業不妨一試。
????二、原輔材料的選用
????塑料軟包裝企業所用的主輔材料品種繁多,型號多樣,細分的話可以多達數百種。我們可以從薄膜類、樹脂膠粒類(包括色母料)、化工原料類、包裝材料類等分成幾大類別。
????1、薄膜類原材料
????無論是印刷用、復合用還是其他用途,除了利用單層膜本身的功能特性外,就是要從規格上考慮節省,如寬度、厚度和卷長度幾方面。印刷用薄膜要充分考慮后工序加工的需要,盡可能減少寬度,一般來講只要機器精度可以達到,薄膜在印刷和干復的有效區域兩端可以公用5mm?無效區域,此5mm可供套印光標或電導線公用,同時防止干復機糾偏錯位時造成粘邊。只有特殊的袋型才考慮分切時飛掉2~3mm的有油墨和膠水的寬度,一般三邊封的袋子,均不分切。復合膜直接制袋,根據袋子尺寸和邊料的韌度(卷邊時拉斷難易度),制袋的飛邊料有膠水的部分要控制在3mm以內。舉例說明:如OPP//PE兩層三邊封袋,制袋時橫出單袋,袋子規格為310*240mm,如果不經過分切工序,OPP和PE的寬度選擇636mm,制袋是飛邊料的寬度為8mm(包括3mm有膠水和油墨的區域),這樣即使有制袋錯位,仍然有3?mm余地控制。厚度選擇的時候,當減少厚度時主要考慮包裝的功能會不會影響,物理特性有沒有減弱,能不能適應加工機器的要求,如復合膜袋的阻隔性、透氧、透濕有無明顯變化,剝離強度、熱封強度、抗跌落、抗穿刺、耐擠壓的特性有無明顯減弱等,太薄的材料會不會在印刷、復合或制袋時不適應,如收卷不良、起皺、袋卷曲等。如現在通常用印刷和復合型PET的厚度為12μm,其實只要機器適應,完全可以由9μm的PET來替代,這一點已經有成功案例。又比如需要OPP19μm,就不要選OPP20μm,這樣就減少了5%,用AL6.5μm可以取代AL7μm?,這樣又可減少?7%?。這不是通常意義上的偷工減料,因包裝產品的功能影響可以忽略,反而是應倡導的,這具有經濟和環境雙重效益。同時,卷長度根據運輸和機器的承受能力,盡可能長,這樣可減少接頭或停機帶來的損耗,如印刷型PET,前些年一般為12000m/卷或16000m/卷,現在通常在18000m/卷以上,我司用的均為24000m/卷。粗略計算,印刷PET由12000m/卷改為24000m/卷,可以減少損耗2.5%?,提升效率2%。
????2、化工材料
????化工材料包括油墨、膠粘劑和溶劑等,為減少浪費和環保考慮,根據產品的特點,最好的選擇是水性油墨、UV型油墨及水溶型膠粘劑。水性油墨、UV型油墨用在塑料薄膜上目前有技術瓶頸,沒有大范圍推廣,但水溶性膠粘劑已廣泛應用于塑料膜的復合,其環保、節能、安全的特點優于溶劑型膠粘劑。另外近幾年出現的無溶劑復合工藝相信也會很快得到推廣。選用膠粘劑以最常用的溶劑型聚氨酯膠為例,這種膠適用的基材面很廣泛,對各種復合用基材,如塑料膜、鋁箔、鍍薄膜、無紡布、紙等均有很好的粘合力,粘合強度高,聚氨酯使用了二異氰酸酯同主劑進行了交聯固化反應,固化后的膠膜是一種牢固的立體網狀結構,它的耐水性、耐溶劑性、耐腐蝕性、耐熱性均比較優良。現已開發出高固含量下有低的粘度并且有良好粘結強度和粘結力的雙組分聚氨酯膠,選用時多多考慮這種膠水。可以減少因溶劑添加造成的無謂浪費,同時可以減少有機溶劑的污染。選用快干膠水,使用普通雙組分聚胺酯膠水,一般熟化時間在48~96小時,現在市場已有熟化時間在12~24小時的快干膠水,即使用在水煮和高溫蒸煮產品上熟化時間也不超過36小時,這可減少復合生產周期,并節省60%以上的熟化熱能。
????塑料薄膜印刷所采用的油墨一般為溶劑型油墨,而溶劑型油墨的有機揮發物量很大。油墨中還含有鉛、鉻、銅、汞等重金屬,部分有機顏料還含有具有致癌作用的苯類物質。因此油墨使用要盡量減少,根據印刷效果,要適當降低印刷過程中的油墨粘度。現在美國和歐盟已限制了溶劑型油墨的使用,因此使用環保油墨是發展趨勢。
????包裝成品和半成品的包裝材料為輔助用料,這里只以瓦楞紙箱和紙管為例,瓦楞紙箱多用在成品的包裝和防護。我國市場多為五層瓦楞紙箱,一般分A類和B類,紙箱本身為可降解的材料,但制造時也需要資源,現在國外市場上多使用“低克重,高強度”的紙張,絕大多數為三層。如果從五層減為三層,將可節約可觀的資源,希望國內瓦楞紙箱生產企業能引領這種節約的潮流。其實塑料軟包裝材料包括袋子和卷膜,如果只從防護和運輸適宜性的要求考慮,完全可以省去瓦楞紙箱的使用,如袋子可用塑膠膠筐來裝,按重量每筐25~30KG為宜,可以重疊5層左右,一個標準尺寸的塑料卡板一般可以放六排,這樣一卡板可放30筐,按3000~5000袋/筐,這樣一卡板可以容下90000~150000袋,同時塑膠筐可以多次重復使用,相對節省。現在市場上很多普通包裝袋都是用編織袋加捆扎帶的方式來裝,這樣可比紙箱省一半以上的費用。卷膜小于15KG/卷的外面用防護膜包好,直接在卡板上疊加,根據便于運輸的要求確定數量,然后用編織袋和收縮纏繞薄膜包好即可,也比用瓦楞紙箱節省。
????紙管是軟包行業重要的輔助材料之一,管徑一般為3"和6"兩種,紙管主要考慮在企業內部重復使用,多次循環使用后,可長變短來繼續使用,如果考慮在企業內長期重復使用,管徑3"的可考慮用2mm厚的鋼管或鋁管來替代。(現行的鋁箔原材用完后的金屬管可以循環使用,只是根據實際需要做長度的處理),也可用PVC膠管取代紙管,管壁厚度根據實際需要的強度來定,這種塑料管在日本的軟包裝企業使用非常廣泛。要強調的是,紙管選用3"或6"要根據生產工藝的需要,特別是用在收卷時,要考慮機器收卷初始張力設定和張力遞減的比例,最大限度減少靠紙管處薄膜收卷起皺的量,以減少損耗。
????三、生產管理
????生產管理對企業低碳經營起著關鍵作用,再先進的理念,再好的方法措施,只有在生產加工過程中才能真正實施。這里主要從生產計劃、工藝制定及執行、質量管理、損耗控制、效率管理幾個方面簡要來分析一下。
????1、生產計劃
????接到生產訂單,根據交貨期,就計劃要準備訂單生產的原輔材料,排單、確定完成時間等,權衡利弊,從各項節省節約考慮,就是要提高材料利用率,節省生產時間,提高機器利用率。這里談到訂單充足和訂單短缺的情況,訂單充足就要考慮生產的連續性,產品適合的機器,工藝要求,插單帶來的影響等。訂單短缺就要考慮印刷復合的同步性,協調前后工序,減少停機準備時間。
????2、工藝制定及執行
????每個產品可能執行不同的生產加工工藝,對于新單必須考慮經驗工藝參數的有效性,根據生產實際及時調整,重復單就要嚴格執行工藝指示要求,確保執行力,嚴格按操作程序進行生產。
????3、質量管理
????質量標準是做好質量工作的前提條件,在標準的指導下,從機器、材料、工藝、環境和人幾方面加以控制。從印刷包裝的特點來看,質量控制點很多,但只有一個目的:做好問題預防,不允許重復問題發生,任何一個批量質量問題,都會帶來較大的損失,都是節省的巨大挑戰,因此對質量要求要嚴格,視質量為生產管理的重中之重。
????4、損耗控制
????避免生產過程中的浪費,降低生產損耗也是應對生產成本上升的有效辦法。以凹版印刷機的生產為例,幾十米長的設備每次印刷做調試都會浪費幾百米材料,如改進了設備的控制系統,提升了員工的操作技能,做好生產計劃,減少中途停機等,這些都可以達到適當降低損耗的目的。
????5、提高生產效率
????就凹版印刷來說,我國同發達國家相比,在人均生產效率上的差距還很大。提高生產效率,可以使同樣能源消耗,產出更多產品,不但節能降耗,也是企業應對生產成本上升的有效措施。這需要提升員工的職業素質和職業技能,提升設備的自動化程度,優化工藝過程,選用新材料等,做好了這幾方面的工作,就能把生產效率提上一個新的層次。
????最后強調一點的是為保證生產車間恒溫和恒濕,尤其印刷和復合車間,一般情況下有此高要求的車間會裝有大功率的空調、供暖和除濕設施,這也是高耗能的一塊,要根據實際情況對這些設備分時間段間斷運行,減少連續運轉造成的電力資源的浪費。這在日常的生產管理中要加以注意。
????四、尾廢料和剩余料的控制和使用
????從節省節約的角度來說,產生尾廢料越少越好,但塑料軟包裝的工藝決定不可能沒有尾廢料,控制的關鍵是想方設法來減少。廢料減量化也是低碳環保的途徑之一。如前面講過的提高機器的自動化程度和精度,提升員工的操作技能,增加熟練程度,來減少調機損耗。除去各種異常帶來的質量問題,對正常損耗的控制要從以下幾方面控制:
????1、減少各個工序的飛邊料,提高調機料的重復利用率。
????2、通過控制墨槽或膠水槽的容量,來達到訂單完成剩余墨量或膠量最少化的目的。
????3、注塑使用熱流道模具,生產中不產生水口料。
????只要有節省,就是對節能減排做貢獻,同時增加企業的經濟效益,提高產品的價格競爭力。這里重點談剩余油墨和剩余膠水的管理。
????根據凹版印刷的特點,訂單完成,一定會在墨槽里有剩余墨,不管是單色還是專色,如果不能對剩墨作科學的管理,必然造成很大浪費。目前,在很多包裝企業,由于剩余油墨不能科學管理和合理利用,造成了很大的壓力。據了解,國內大多中小印刷企業每年倒掉的剩余墨占總用墨量超過了10%,這個比例很驚人。但我知道一家對剩余墨管理比較好的企業,他們每年的油墨用量在400t左右,每年倒掉的剩余墨從沒超過5t,也就是倒掉的剩余墨在1.25%左右,這里就有科學的管理方法。大體的做法是,對單色可以通用,剩余量一般很好控制,就直接放在車間,當班用剩,下班接著用,如果存放時間超過一周,就充分攪拌和用200目左右過濾網過濾后按30%~40%的比例混在新墨中;不超過一周的,攪拌和過濾后可直接使用,注意調整好粘度就行了。難點在專色油墨,對用剩的專色油墨要按客戶和產品品種分類編號,并做好賬目,在桶外邊做好標簽,標明客戶、產品、單色成份、調配日期等信息,單獨放在專色油墨庫保存。對于經常用的專色,就可根據編號很快查到,簡單處理后重新利用。對于不常用的,一般要在6個月的保存期內用掉,再調成能用的專色。實在不能利用,就以一年為限,整理后丟掉。對于加了添加劑的油墨,如固化劑,要根據實際情況來定,一般存放時間超過一周就不能使用了,只有作廢處理。
????剩余聚氨酯膠水,一般24h內可以使用,如果放入10℃以下4℃以上的冰箱中保存,保質時間一般可以達到72h。(快干膠水除外)
????五、員工的培訓教育
????印刷企業要走低碳經營之路,需要全員參與,首先要提高員工的節能意識,這就要管理者和人力資源部門,對這塊內容作詳細的針對不同層次的員工培訓計劃,并按計劃實施培訓。能利用的地方如公司公告欄、車間公告欄等,要做節能節約的宣傳標語,要在公司上上下下形成一種氛圍,如果大家能樹立“節約光榮,浪費可恥”的觀念,說明宣傳教育的目的就達到了。
????接下來的工作就是要發動企業全體員工的智慧,針對節省的議題提議案,最好能有一個提案評審委員會,對切實可行的并能達到節約目的的意見給予適當的獎勵。追求生產過程的低能耗、低排放的要求永無止境,企業只用抓住“人”這個最重要的因素,才能在低碳環保的道路上越走越順。
????六、結語
????低碳環保是工業發展的必由之路,也是我們塑料軟包裝企業在生產經營中必須重視的。只要樹立了正確的觀念,從上到下認真執行,從細節入手,一點一滴做起,企業要實現節能降耗是能夠實現的。低碳環保是企業必須履行的社會責任,同時也能讓企業走上可持續發展的道路。?