雙碳時代軟包裝行業的減碳增效解決方案

自我國提出“碳達峰”與“碳中和”目標以來，實現“雙碳”目標與發展綠色能源、節能減排就成為各行各業討論關注的焦點。

在包裝領域，軟包裝的碳排放量是所有包裝形式中最低的，使其成為最具發展潛力的細分行業之一。隨著我國綠色低碳發展駛入“快車道”，軟包裝行業也在圍繞“雙碳”積極進行相關產業發展的創新和優化。

廣州通澤機械有限公司營銷副總監左明明

協同增效的有效途徑

“雙碳”最主要的一個核心內容就是減少能源的消耗。就軟包裝而言，我們認為減少能源消耗主要有兩個途徑：一是減污降碳，二是協同增效。軟包裝的生產工藝由印刷、復合、分切、封袋四部分組成，碳排放主要集中在印刷和復合這兩個環節。

復合是軟包裝生產最重要的工藝環節，常見的復合工藝主要有干式復合、擠出復合以及無溶劑復合等。2023 年 1 月 9 日， 生 態 環 境部辦公廳、國家發展改革委辦公廳、工業和信息化部辦公廳聯合發布“關于印發《國家清潔生產先進技術目錄（2022）》的通知”，本次列入目錄的一共有 20 項技術，其中由廣州通澤機械有限公司（以下簡稱“通澤”）和康達新材料（集團）股份有限公司聯合申報、由中國印刷及設備器材工業協會推薦的“包裝印刷無溶劑復合加工裝備與應用技術”位列第 8 項。其具體內容如下：

1. 技術內容

采用無溶劑的聚氨酯膠粘劑，通過雙組分膠精密混膠裝置進行在線混配，實現膠粘劑在高速下精密涂布和不同功能基材的高精度復合，再將復合材料進行中低溫固化，實現復合工藝的節能減排。

最大材料寬度 500 ～ 1300mm，最 高 生 產 速 度 200 ～ 450m/min，涂 膠 量 0.8 ～ 2.5g/m2，涂膠精度±0.1g/m2，混膠比精度 ±1%， 成品率不低于 98%。

2. 工藝路線

（1）放卷：在一定的張力控制下，將待復合基材平穩地展開。

（2）上膠：在一定溫度下，將雙組分膠粘劑按照一定比例進行均勻混合。

（3）涂膠：按照復合膜結構和使用要求，將混合膠粘劑適量地涂覆在基材上。

（4）復合：在適當均勻的壓力下，將已涂膠的基材與另一基材進行粘合。

（5）收卷：將粘合的復合膜在適當張力下進行卷取。

（6）固化：在一定溫度的環境中進行充分反應和固化。

3. 節能效果

使用標準機型無溶劑復合設備（ 即 最 大 幅 寬 1300mm， 最 高 機械 速 度 400m/min）， 以 年 產 能3600 萬 m 為例，全年可節電約 38萬 kWh，可節標準煤約 115.9t。

4. 節材效果

使用標準機型無溶劑復合設備（即最大幅寬 1300mm，最高機械速度 400m/min），以年產能 3600萬 m 為例，溶劑節約量約 144.5t/年，膠水節約量約 11t/ 年。

5. 減污效果

以年產能 3600 萬 m 為例，在復合環節可從源頭上減少揮發性有機污染物（VOCs）產生量約 149t/ 年。

6. 降碳效果

以 全 年 節 電 38 萬 kWh 計 算，可節省約 115.9t 標準煤，年減少 CO2排放量約 301.34t。以 1t 的 VOCs 減少 3.7t 的 CO2 計算 , 年減少 CO2 排放量約 551.3t。

顯然，無溶劑復合工藝是符合“雙碳”發展目標的，因具有環保、節能、衛生、安全、低成本以及高速復合等諸多優點，成為現階段軟包裝應對雙碳的首選工藝，是實現協同增效的有效途徑。

無溶劑復合工藝

1. 行業現狀

軟包裝領域的無溶劑復合技術在我國起步較晚。經過前期的快速發展，無溶劑復合技術目前已經進入到了一個相對平緩的階段，供應商數量從過去的數十家減少到了現在的十幾家。無溶劑復合工藝在我國的發展現狀如表 1 所示。

由于國產無溶劑復合設備不僅具有相對低廉的價格，而且在性能方面也完成達到甚至超過國外同類產品的使用性能，為無溶劑復合工藝在國內的快速發展提供了有力的支撐。

2. 無溶劑復合新模式

三合一無溶劑復合顧名思義就是三層材料的復合一次完成，能夠有效解決傳統復合工藝中經常出現的產品質量缺陷，如：在高阻隔材料的多層復合過程中，存在白點頻發、鋁箔針孔背透等問題；生產過程中存在工藝管控難、生產組織難、批量生產受限等問題。

圖 1 三合一無溶劑復合工藝原理

三合一無溶劑復合工藝原理如圖 1 所示，可以采用不同的工藝進行組合，應用覆蓋全領域。事實上，我們提出的“三合一”并不僅僅針對于三層材料的復合，還包括四層甚至 N 層復合。

三合一無溶劑復合技術具有如下優勢：1）單位產能或人均效能得到提升。采用三合一無溶劑復合工藝，用戶單位面積的產能、員工勞動生產率會大幅度提升。

2）快速交付能力得到提升。由于工序減少、流程縮短，產品交貨期明顯加快，并可使生產企業的資金周轉率提高、現金流改善等。

3）工藝全過程綠色化能力得到提升。三合一無溶劑復合工藝可徹底從源頭替代干式復合工藝，實現趨零排放；即使原來采用無溶劑二合一工藝，改為三合一工藝后，也可減少二次復合、二次固化需要的能耗。

4）避免了當前的同質化競爭。

對于二合一工藝，三合一無溶劑復合工藝并不是簡單地“二進三”。

5）新產品適應和承接能力得到提升。過去某些采用無溶劑二合一復合工藝不能穩定可靠實現的結構，采用三合一無溶劑復合工藝可以相當方便可靠地完成。因產能和工藝的突破，可以利用無溶劑完成更多產品，更好地適應個性化增多、新產品增多的市場環境。

6）品質提升能力得到加強。三合一無溶劑復合工藝可以提高產品質量，降低消耗。

7）成本競爭力得到加強。對現在仍全部或部分采用干式復合工藝的用戶來說，三合一無溶劑復合工藝的成本優勢非常明顯。

通澤 “全覆蓋”三合一

早在 2015 年，通澤就啟動了針對三合一無溶劑復合技術的研發，2016 年第一臺平位三合一無溶劑復合機首次對外展示。經過多年的技術迭代，通澤又于 2021 年成功研發出首臺高位三合一無溶劑復合機。目前，通澤“全覆蓋”三合一系列包含數十種不同具體方案，主要的優選機型有 8 種（T1 ～ T8），包括平位三合一無溶劑復合機（如圖 2 所示），高位三合一無溶劑復合機（如圖 3 所示）和四合一無溶劑復合機（如圖 4 所示）。

圖 2 多功能平位三合一無溶劑復合機

圖 3 高位三合一無溶劑復合機，鋁箔三合一的最佳選擇

圖 4 四合一無溶劑復合機，多層復合全能機型

高位三合一是指 3 個放卷按垂直方式排列的 3 層復合機，而平位三合一則是 3 個放卷按水平方式排列的 3 層復合機。平位三合一無溶劑復合機適用于各種不同基材的復合結構，應用范圍較廣，對鋁箔之外的其他 3 層結構都有良好的適應性。而高位三合一無溶劑復合機則更像是一款專業機型，其設計初衷是解決鋁箔 3 層或多層無溶劑復合的工藝難題，并同時解決效率、成本和交貨期等多層復合的常見問題。事實上，高位三合一無溶劑復合機在實際使用中遠遠超出了鋁箔復合的范圍，而且都獲得了良好效果。

通澤工藝研究團隊通過不斷的工藝實驗、數據統計和客戶批量使用驗證，已形成一套完整的工藝實驗和研究體系，能夠為客戶提供可靠的工藝經驗。目前，通澤的無溶劑復合機占有超過 90% 的國產設備出口率，已在全球近 30 個國家和地區安裝并使用，“SINOMECH”已成為國際知名無溶劑復合機品牌，其部分客戶量產結構及生產速度如表 2 所示。

結語

三合一無溶劑復合技術徹底根除了鋁箔“背透”這一工藝難題；中間轉運量降低約 40%；存儲空間可節省約 25%；操作人員可節省約25%；人工成本可節省約 30%；交貨期可縮短 13% ～ 75%；單機作業時，PET/Al 復合批量無限制。

作為一項革命性工藝，三合一無溶劑復合技術不僅能幫助軟包裝行業降本提質增效，還將進一步推進軟包裝行業的綠色化轉型。

1）建立了復合工藝和產品的新評價標準，即以實現“減碳、增效、宜人”目標為衡量產品和方案優劣的新標準，可以從更客觀、更長遠的角度評價各種復合產品和技術方案，更好地引導用戶和供應商的改進創新，更有效地促進“雙碳”目標實施。

2）建立相關復合工藝的新融合關系，即將無溶劑復合與傳統干式復合、濕法復合、擠出復合以及輻照固化等新工藝融合在一起，使它們從過去相互獨立、相互競爭的“零和”關系轉換為在總體框架和目標下相互補充、相互促進的矛盾統一體，優勢互補，相得益彰，不斷推動行業工藝結構的優化。

3）建立復合供應鏈的新整合格局，即通過“全覆蓋三合一”可以把各種復合工藝設備及膠粘劑供應商，從競爭關系轉化為合作關系，從過去此消彼長的對立關系轉化為互補共贏的合作關系，有利于行業更快速更健康地實現轉型升級，并在更高層次上形成“命運共同體”，使中國供應鏈在國際競爭中整體上獲得更有力的地位。