三井化学东丽研发电子束固化技术薄膜包装减碳61%

在应对全球气候变化与推动制造业绿色转型的浪潮中，日本包装行业正迎来一项突破性进展。由日本国立研究开发法人新能量・产业技术综合开发机构（NEDO）资助，三井化学株式会社与东丽株式会社共同研发的“节能软包装材料层压系统”取得重大成果。双方成功开发出业界首创的无溶剂层压工艺及配套的电子线（EB）固化型粘合剂，通过技术创新大幅降低了薄膜包装制造过程中的能源消耗与环境负荷。

薄膜包装材料因其优异的阻隔性、耐热性及轻量化特点，广泛应用于食品、日化等领域。随着全球市场从瓶罐向软包装转型，该市场规模持续扩大，2022年已达约38万亿日元，年增长率保持在3.2%左右。然而，在追求轻量化的同时，其制造过程中的碳排放问题日益凸显。据三井化学与东丽的联合调查数据显示，在日本国内薄膜软包装制造的二氧化碳排放总量中，薄膜成型工序占52%，印刷工序占32%，而层压工序占比高达16%。尽管前两道工序已在生物基原料应用及无溶剂化方面取得进展，但层压环节仍是减排的“硬骨头”。

传统层压工艺主要依赖石油系溶剂型粘合剂，这不仅需要在涂布后进行高温干燥以去除溶剂，消耗大量电力，且由于粘合剂在层压后无法立即完全固化，为防止外观不良，还需进行长达5天左右的加热熟成处理。这一漫长的工艺流程不仅拉长了生产周期，更导致单台层压机年均二氧化碳排放量高达约2127吨。如何在保证粘合性能的前提下，打破高能耗与长周期的瓶颈，成为行业亟待解决的课题。

针对这一痛点，三井化学与东丽充分发挥各自的技术优势，实现了跨界融合。三井化学将其在聚氨酯粘合剂领域的深厚积累，与东丽掌握的电子线固化型柔性版印刷及胶印技术相结合，成功开发出高性能的EB固化型粘合剂。与此同时，双方构建了将层压与电子线照射在同一生产线上连续完成的“在线工艺”。这一创新设计彻底摒弃了溶剂干燥环节，并显著缩短了熟成时间，实现了低温快速固化。

数据显示，新工艺流程使层压工序的年用电量减少了309万千瓦时，二氧化碳排放量相应减少1290吨，降幅高达约61%。更为重要的是，该技术在解决传统无溶剂粘合剂固化慢、强度低等缺陷的同时，实现了挥发性有机化合物（VOC）的零排放，兼顾了生产效率与环保性能，被业界视为下一代层压工艺的。

从行业影响来看，这项技术为供应链上下游企业提供了切实可行的减排方案。在不大幅改变现有包装规格的前提下，品牌方可有效降低范围三（Scope 3）碳排放，满足日益严格的环保合规要求。根据测算，若在2040年前将80%的更新设备替换为配备电子线照射装置的层压机，预计每年可节约电力4.3亿千瓦时，减少二氧化碳排放18万吨，相当于节省原油9.65万千升。

目前，三井化学与东丽正加速推进该技术向食品及日用品包装领域的标准化落地。双方计划通过向流通企业和品牌所有者提供结合电子线印刷技术与新型层压工艺的综合解决方案，力争在2027年实现大规模社会应用，为日本乃至全球包装行业的低碳化转型树立新的。

（注：文中数据基于三井化学与东丽联合调查及日本环境省相关数据库测算）

图1 开发的新工艺与传统方法对比示意图