一项新技术激活一个传统产业

2015年，对于北京的印刷业来说，可谓是“白色严冬”， 从网上盛传的“印刷行业位列不宜在北京发展产业名录”到“丝网印刷等工艺的退市”，再到两会期间传出的“北京市将清退印刷行业”消息等等。可以说，随着北京疏解非首都核心功能，印刷业的“退市”困局，并非空穴来风。

早在去年年底，北京市人民政府办公厅就发布了《北京市工业污染行业、生产工艺调整退出及设备淘汰目录（2014年版）》，对于污染较大、耗能较高的行业和生产工艺做了严厉的退市时间表，其中涉及印刷行业。而就北京疏解非首都核心功能而言，疏解环保压力是重中之重。那么，北京的印刷业如何通过改造升级，实现“绿色”印刷，从而打破“退市”困局，并在京津冀协同发展战略中实现产业的再一次腾飞呢？

北京市密云县通过引进中国科学院纳米绿色印刷技术，建立绿色纳米材料制版技术示范中心，改造传统印刷业工艺，达到了零排放、无污染的绿色印刷标准。这一新技术，不但推动了密云绿色印刷业的产业升级，同时，也为北京乃至全国的印刷业实现创新型、环保型发展，起到了示范和引导作用。

“逼”出来的新技术

印刷行业在我国一直是一个主要的传统产业，在密云县十里堡镇镇长助理白广军的办公桌上，笔者见到了这样一组数字：全国共有印刷企业10万余家，从业人员370多万人，印刷业总产值8500亿元，产业规模接近全球第二，是全球重要的印刷加工基地；北京地区印刷企业1600余家，主营业务收入275.1亿元；密云县的印刷企业60余家，主要集中在十里堡镇，共有印刷相关企业32家，其中，制版印刷企业15家，年制版量80万平方米，形成了激光、照排、装订、发行为一体的一条龙产业和庄禾屯印刷专业村。

可以说，印刷业无论是对于全国还是京郊十里堡镇这样的一个区域，都是一个可以实现高产值、高就业的重要产业，但这个产业的环境污染、耗能较高也是一个不可回避的难题。

印刷业的污染危害主要有油墨、显影液、覆膜等几种。其中，油墨的危害现在通过采取使用紫外光固化油墨、水性油墨、植物油油墨等环保油墨可以加以解决；覆膜技术则可采用环保型上光涂料加以淘汰。

而显影液的污染体现在制版环节，即印刷企业目前主要使用激光照排技术制版，激光照排技术需要两次曝光显影，过程繁琐，而且使用的显影、定影液等化学物质产生大量污染。

其中的含银盐胶片和定影时因冲洗产生了大量废水。废水的处理不但抬高了企业的成本，更重要的是如果处理不好，废水中的重金属银离子和属于高分子化合物的胶片片基等会对土壤、水造成严重污染。

北京云浩印刷公司董事长申永国介绍，国内解决显影液污染这一问题的主要方法是采用目前最先进的计算机直接制版技术，即使用CTP制版设备。现在全县只有云浩印刷公司有一台，是四年前购买的，花了80多万。

“CTP”属于数字打样技术，即计算机直接制版技术通过电脑将 RIP 后的图文信息直接输出到印版上，去掉了作为中间环节的软片，减少了制版中软片输出、显影、定影和晒版等步骤，大大减少了含银、对苯二酚等对人体和环境危害较大的废液的排放，也减少了紫外光对人体的伤害和对空气的污染。但由于CTP制版设备价格相对较高，使用成本较大，只有少数的大型企业愿意购买。而且，这种技术的应用中也需要感光预涂层和化学处理过程，并没有从根本上解决污染问题，所以，就技术层面而言还不完善。

那么，能不能找到一种既绿色环保，价格又能够让大多数企业接受的新技术呢？回答是肯定的，这就是现在已在密云开始应用和示范的纳米绿色印刷技术。

“新的纳米绿色印刷技术完全不需要暗室和曝光过程，也不产生废水和废液，成本还比传统激光照排制版便宜1/3以上。”密云县科委副主任张维海说，对于这项技术的引进，可以说是被“逼”出来。

据张维海介绍，企业在显影制版时产生的废水污染，一直是业内的一个难题，而且，随着高耗水和废水处理成本的不断增加，特别是国家、北京市对企业环保要求的不断提高以及北京疏解非首都核心功能的提出和实施，使得印刷业实现产业升级已经是迫在眉睫。而且，早在2012年，密云县县长王海臣到科委调研时，就提出能否通过科技实现印刷行业的技术变革，解决这个问题。

为此，密云县科委和十里堡镇政府经过研究和论证，在2013年申报了北京市科技计划课题，从中国科学院引进了纳米绿色印刷技术，在北京云浩印刷公司建成了一个占地200平方米、具有25万平方米制版能力的示范中心和绿色纳米打印技术应用与示范中心。

“纳米绿色打印技术，就是在制版过程中，省去了感光、显影、定影、冲洗等复杂工艺和拼版，即用纳米涂层取代原来电解氧化的过程，用纳米材料打印制版代替曝光成像，用水性墨代替油性墨，实现了这一过程的零排放和无污染！”张维海说。

“纳米”带来的产业革命

在位于十里堡镇的北京云浩印刷公司的绿色纳米印刷示范中心内，崭新的“纳米”制版机（NGP）正在运行，一名工人将一张铝板放进机器内，不到4分钟，一张印好的版就从机器的另一端出来了。闻不到一点刺鼻的化学药品味，也没有管道排出的污水，甚至连大的噪音都听不到，整个制版过程就完成了。

申永国说，用NGP制版机制版，不但节能环保，而且成本低，分辨率高，过去用激光照排制版，一个版能印一万张，而现在这个纳米版的，一个版能印十万张呢！

对于纳米绿色打印技术，张维海做了一个形象的比喻：传统的激光照排相当于胶卷照相机，而纳米绿色制版技术就是数码照相机啦！

那么，“纳米”到底是个什么技术呢？纳米实际上在自然界很常见。比如荷叶为什么“出淤泥而不染”？因为在荷叶的表面，水汽会自动聚集成水珠，将叶面上的尘埃清洗干净，这就是著名的荷叶效应。原来，荷叶表面有着非常复杂的纳米超微结构，在荷叶的表面布满了一个挨着一个的小“山包”，小“山包”之间的凹陷部分可有效的吸附游离空气，从而使荷叶的表面形成一层薄薄的空气层，正是由于这层薄薄的空气，将尘埃隔绝开来，这就是纳米技术现象。

据中国科学院化学研究所研究员宋延林介绍，纳米绿色印刷制造的核心理念是将纳米材料和印刷技术相结合，实现印刷产业的绿色化、功能化、立体化和器件化。传统印刷制版的原理是感光成像、化学显影，而绿色印刷制版技术是利用纳米材料制作出特殊的板材和墨水，直接打印使印版表面呈现出亲水的空白区和亲墨的图文区，就可以直接印刷。

简单的讲，纳米绿色制版就是采用纳米堆积技术，即用纳米材料在铝板上堆积文字和图形，一次性成型，免冲洗、零排放、无污染。

而且这项技术，克服了目前主流感光成像制版技术激光照排和CTP所难以解决的三大难题，一是摒弃繁琐工艺，实现了制版流程简单化，一次成型，避光操作；二是摒弃化学药剂，不需感光预涂层和化学品冲洗，从根本上解决了感光成像过程带来的环境污染和资源浪费，制版和劳动力成本大大降低；三是直接在印版上打印图文，减少了图文转移次数，有利于提高图文质量。另外，NGP制版机采用了高度集成度微压电喷单元作为物理成像基础，整个制版过程只需要两步即可，不产生任何污染和资源浪费。

“纳米”的应用，对于印刷业来说，不啻于一次技术革命，而且应用前景广阔，除了印刷书籍、报刊，还能实现在塑料、玻璃、陶瓷等多种材料上的图案打印，可以解决传统生产过程的高污染和高能耗问题，并将催生很多战略新兴产业，“也许将来手机、电脑、电视屏幕都可以打印出来，卷起来就能带走。”宋延林说，“我们这个以印刷为开端的改变中国产业污染现状的技术，能延伸的领域极广，这将是一场新的技术革命。”

NGP的应用，既环保节能，还有经济效益。目前，在密云十里堡镇已经建立了一个拥有4套绿色纳米制版机的印刷技术制版中心，到今年年底前再示范三家企业，完成年制版14万平方米纳米板材示范应用，预计年经济效益可达300万元以上。

更重要的是，NGP实现了零排放和无污染的绿色印刷标准，据测算，纳米绿色印刷制造技术如在全国全面推广，每年可减排上万吨有机溶剂、数百万吨废液和废水，节约数百吨银和数万吨铜等金属。

（作者单位：北京市密云县委宣传部）

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