张敬勇，中国印刷科学技术研究院研发工程师,毕业于青岛科技大学、北京印刷学院，研究生学历,曾就职于北京联宾塑胶印刷有限公司担任研发主管。研究方向为聚烯烃配方研发及生产工艺改进；无苯油墨、水性油墨在凹印和CI中的应用，参与了P&G、KC等公司的高清柔印项目。
0.
引言
在塑料薄膜柔性版印刷领域，水性油墨能否顺利推广乃至商业化应用，从印刷企业的角度来看，考虑的关键因素有两点：印刷质量与生产成本。
上篇主要分析了水性油墨在卫星式柔印机用于聚乙烯薄膜印刷时的一些印刷适性、印刷质量问题及改善方向。而本文主要从成本对比角度出发，以北京地区为例，将普通溶剂墨印刷生产（包含VOCs排放费）与水性油墨印刷生产进行成本比较，探究水性油墨用于印刷对企业生产成本带来的的变化。
注：2018年1月1日起，国家对印刷企业施行费改税政策，关于VOCs税本文暂不做讨论。
1.
成本测算
通常在进行订单印刷生产时，需要考虑的成本因素主要有油墨综合成本、人工成本、废液处理成本、VOCs排放成本、设备折旧及耗用水电成本等。
为了更直观地进行溶剂墨和水性油墨的印刷生产成本对比，不妨以市场上常见的纸尿裤袋包装为例，以一个假设的样本为例：
一个50000m的聚乙烯薄膜印刷订单，幅宽为1000mm。
1.1 油墨综合成本
（1）溶剂墨
使用溶剂墨生产，印刷50000m的聚乙烯薄膜通常需要150kg左右的油墨（经验数据，含四色墨和光油）。在油墨配制时，为使油墨达到适合印刷的上机粘度（25s，3# Zahn cup，Japan），通常需要在原墨中添加稀释剂（乙醇和醚类等），稀释剂的比例约为原墨的40%，即60kg，则该订单的上机墨量为210kg。同时，在印刷生产过程中需要不断地添加稀释剂以控制油墨的粘度稳定，所需要的稀释剂约为200kg。
印刷此订单总计需要油墨150kg，稀释剂260kg。其中，稀释剂按乙醇:丙二醇=3:1的比例计算，则乙醇195kg，丙二醇65kg。
按照溶剂墨35元/kg，乙醇8元/kg，丙二醇19元/kg左右的市场价格核算，此次订单使用溶剂墨印刷综合成本为8045元。
（2）水性油墨
通常情况下，水性油墨在使用过程中，极少量的稀释剂（水或醇水混合物等）添加就会产生很大的油墨粘度变化。因此在进行印刷作业时，一般不需要额外添加稀释剂（水或醇水混合物等）或者添加极少量的稀释剂，这使得印刷与溶剂墨同样的产品时，水性油墨的用量大大增加，印刷50000m的聚乙烯薄膜至少需要水性油墨210kg。
按照水性油墨50元/kg左右的市场价格计算，此次订单使用水性油墨印刷的综合成本至少为10500元。
1.2 人工成本
（1）溶剂墨
生产过程中，使用溶剂墨进行印刷时，印刷车间涉及到的工艺流程有清洗墨路、调配油墨、更换网纹辊、贴版、换版、压力控制、套准、调色、粘度控制和印刷质量监控等。通常每个班组至少需要3人，假设50000m的订单连续印刷，则所需时间为4h左右，加上印前准备、调色及印后清洗等，时间总计需要6h左右。
按照印刷操作人员30元/人/时的薪资水平计算，此订单人工成本为540元。
（2）水性油墨
水性油墨印刷，在印刷工艺上带来了新的变化，除了对油墨粘度进行实时控制，对PH值控制是至关重要的。通常，柔印设备上有粘度自控装置，可以分别对不同色组的油墨粘度进行控制调节，降低了操作人员工作量，提高了生产控制准确性与效率，但对pH值的控制只能通过操作人员手动完成。目前，油墨专家的建议为每半小时对油墨pH值检测一次，这意味着在使用水性油墨印刷时，至少需要4名操作人员，比使用溶剂墨印刷多一名油墨pH值检测员。同样，印刷50000m的订单产时间总计需要6h左右。
按照印刷操作人员30元/人/时的薪资水平计算，此订单人工成本为720元。
1.3 废液处理成本
（1）溶剂墨
柔性版印刷废液的来源主要有墨路清洗，网纹辊、印版清洗和印刷废墨。以COMEXI八色卫星式柔印机为例，每次清洗使用约12KG/色组溶剂（或二次溶剂），共清洗2次，按照平均每个订单七色计算，墨路清洗产生168KG废液。网纹辊、印版清洗约产生18KG废液。印刷废墨为生产结束时，七色墨墨路所残留的油墨，按照2KG每个色组计算总量，约14KG。
总共产生印刷废液200kg左右。
通常，印刷企业出于环保以及降低采购成本考虑，会安装溶剂回收机，通过加热蒸发使溶剂变成气态,溶剂蒸气进入冷却系统液化流出，得到回收的有机溶剂，作为二次溶剂清洗使用，回收率为80%。剩余废渣约40kg交由具有废液处理资质的第三方企业进行处理。
按照北京市废液处理价格5元/kg计算，总计产生废液处理费用200元。
（2）水性油墨
使用水性油墨印刷时废墨的主要来源与溶剂墨相同，区别是主要成分为水，它的突出特点是高CODcr、高色度和难生物降解，一旦进入水体，会对水环境造成污染，威胁着人类的生产生活和自然界的生态平衡，因此不能直接对外排放，仍需要集中处理。
在使用水性油墨进行印刷生产时，总共产生的印刷废液同为200kg左右。
印刷企业通过自建废液处理装置，对水性油墨印刷废液进行回收处理，回收率按照80%计算，剩余废渣40kg。
水性油墨废液处理价格按照15元/kg计算，总计产生废液处理费用600元。
1.4 VOCs排放成本
北京市自2015年10月起实施VOCs排放费征收政策，要求印刷企业在安装VOCs末端处理设备的前提下缴纳VOCs排放费，收费标准为20元/kg。其中，溶剂基柔印工艺的产污系数为1.2，即每使用1kg溶剂墨按照336g的标准收取VOCs排放费（具体换算过程省略）；水基柔印工艺的产污系数为0.15，即每使用1kg的水性油墨按照42g的标准收取VOCs排放费。
（1）溶剂墨
VOCs排放费计算：
150kg × 0.336 × 20元/kg =1008 （元）
（2）水性油墨
VOCs排放费计算：
210kg × 0.042 × 20元/kg = 176.4 (元）
1.5 耗用水电及设备折旧成本
能耗成本
（1）溶剂墨
本订单使用COMEXI八色卫星式柔印机印刷，其烘干系统主要有两部分组成：色组烘干模块和烘箱烘干模块。每个模块的主要能耗单元均为鼓风机(15KW)，排风机(22KW)，加热组（126KW）。按照干燥装置的实际运行使用率60%，印刷时长为4h，工业用电费用1元/度进行计算，
干燥费用为
2 ×163（KW）×60％ × 4（h）× 1（元/KW•h）＝ 782.4（元）
（2）水性油墨
在生产过程中，使用水性油墨印刷的能耗要高于使用溶剂墨印刷。按照干燥装置的实际运行使用率95%，印刷时长为4h，工业用电费用1元/度进行计算，干燥费用为
2 ×163（KW）×95％ × 4（h）× 1（元/KW•h）＝ 1238.8（元）
折旧成本
水性油墨的pH偏碱性，对印刷设备、网纹辊、印版等会造成一定的腐蚀，加快损耗，使用水性油墨印刷的设备折旧成本可能会略高于溶剂墨印刷，在此暂不计算。
2.
总结
由于尚没有使用水性油墨进行批量印刷生产的经验，对于本文中50000m聚乙烯薄膜印刷所使用水性油墨按照等同溶剂墨印刷的上机墨量进行比较。成本对比的分析中，水性油墨以210kg进行计算，并根据总成本反推生产成本与使用溶剂墨印刷持平时的水性油墨单价（如表1所示）。
（点击可放大图表）
除去设备折旧成本，使用溶剂墨印刷的生产成本为10575.4元，而使用水性油墨印刷的生产成本为13235.2元。若水性油墨印刷的生产成本与溶剂墨持平，则理论计算水性油墨的单价需要调整为37.3元/kg。如果水性油墨的实际印刷生产用量超过210kg，则其理论计算的单价会更低。
水性油墨作为一种环保型油墨是溶剂墨替代品的不二选择，但作为印刷企业，同样也比较看重成本的变化。水性油墨在柔印薄膜类基材的应用推广，除了要克服技术层面的难题，成本控制也是不可忽视的。除了本文重点提及的几方面，影响水性油墨印刷生产成本的其他因素还有很多（例如，若水性油墨的印刷速度低于溶剂墨的印刷速度，则可能会带来更多的能耗、折旧及人工成本的增加），同时水性油墨的价格受到技术、材料的制约，也不太可能低于溶剂墨。笔者认为印刷成本的对比建立在成熟的水性油墨产品上才更有意义，也希望尽快看到在卫星式柔印机上用于塑料薄膜印刷的水性油墨产品的面世。
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