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    綠色印刷中的環保油墨

    綠色印刷中的環保油墨

              隨著環境保護呼聲日益高漲,作為綠色印刷的主要組成部分,對油墨的環保要求也日益增加??梢哉f,環保油墨是今后油墨發展必須首先考慮的問題。
     
              一.油墨對環境的危害性
     
              油墨是目前印刷工業最大的污染源,世界油墨年產量已達300萬噸。每年由油墨引起的全球有機揮發物(VOC)污染排放量已達幾十萬噸。這些有機揮發物,可以形成比二氧化碳更嚴重的溫室效應,而且在陽光的照射下會形成氧化物和光化學煙霧,嚴重污染大氣環境,影響人們健康。此外,食品、玩具等包裝印刷普通油墨中重金屬等對人體有害成分還會直接危害食用者的身體健康。
     
              (1)對人體健康的影響
     
              印刷油墨由顏料、連結劑、溶劑、輔助劑組成。其中有機溶劑和重金屬元素對人體損害嚴重。油墨中的顏料有兩種-無機和有機,兩者均不溶於水和其他介質,并具鮮明色澤及穩定性。有些無機顏料含鉛、鉻、銅、汞等重金屬元素,具一定毒性,不能用於印刷食品包裝和兒童玩具;部分有機顏料含合聯苯膠,有致癌成分,應嚴禁使用。有機溶劑可溶解許多天然樹脂和合成樹脂,是各種油墨的重要成分,但部分卻會損害人體及皮下脂肪,長期接觸會令皮膚乾裂、粗糙,如果滲入皮膚或血管,會隨血液危及人的血球及造血機能;被吸進氣管、支氣管、肺部或經血管、淋巴管傳到其他器官,甚至可能引起肌體慢性中毒。部分油墨有重金屬離子的毒性問題,顏料和染料含致癌成分,對人體健康有很大害處。復合包裝材料在印刷中要使用大量油墨、有機溶劑和黏合劑等,這些輔料跟食品雖無直接接觸,但在食品包裝和貯存過程中,某些有毒物質會遷移到食品里,危害人們健康。印刷油墨中常使用乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有機溶劑。這些溶劑,雖然通過乾燥可除去絕大部分,但是殘留的溶劑卻會遷移到食品中危害人體。在凹印油墨中使用的溶劑一般有丁酮、二甲苯、甲苯、丁醇等。特別是丁酮,殘留的氣味很濃。由於油墨中的顏料顆粒很小,吸附力強,雖然在印刷時已加熱乾燥,但因時間短、速度快,往往乾燥得不徹底,特別是上墨面積較大、墨層較厚的印刷品,其殘留溶劑較多。這些殘留溶劑被帶到復合工序中,經復合后更難跑掉,會慢慢遷移滲透,因此必須將溶劑殘留控制到最低限度。
     
              (2)對環境質量的影響
     
              油墨中溶劑揮發造成的大氣污染等問題,以凹印墨最嚴重,因它使用較多VOC作為溶劑。長期處於高濃度的VOC中,將會對人體,特別是神經系統造成極大損害,VOC還會與空氣中的氮氧化物發生光化學反應,產生臭氧及煙霧,造成大氣污染。要減少VOC,有回收和燃燒排放溶劑兩種解決方法,但現在未配置這類裝置的凹印機很多。此外,排放清洗水性油墨的水和膠印潤版液會污染水質。印刷品及油墨容器等產業廢棄物的處理亦十分棘手。
     
              二.目前主要的幾種環保油墨
     
              要油墨符合環保要求,首先應改變油墨成分,即采用環保型材料配制新型油墨。目前,環保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。
     
              (1)水性油墨
     
              水性油墨與溶劑型油墨的最大區別,在於其使用的溶劑是水而不是有機溶劑,明顯減少VOC排放量,能防止大氣污染,不影響人體健康,不易燃燒,墨性穩定,色彩鮮艷,不腐蝕版材,操作簡單,價格便宜,印后附著力好,抗水性強,乾燥迅速,故特別適用於食品、飲料、藥品等包裝印刷品,是世界公認的環保型印刷材料,也是目前所有印刷油墨中唯一經美國食品藥品協會認可的油墨。目前美國塑膠印刷中有40%采用水性油墨,其他經濟發達國家(如日本、德國、法國等)在塑膠薄膜印刷中使用水性油墨的用量也愈來愈多。今年6月英國就立法禁止溶劑型油墨印刷食品薄膜。據有關資料報道,在美國,符合VOC規定的水性墨必須達到使用狀態的油墨組成中,揮發成分比例在25%以下,水分在75%以上;水分少的油墨在使用狀態下,不揮發的成分在60%以上這兩個標準。水性油墨通常供紙制品包括紙塑復合產品印刷使用。特性是能滿足紙張印刷的吸墨性,使印刷品著色豐滿,更難得的是其溶劑是水和乙醇,對環境污染性小,號稱是環保綠色油墨。
     
              (2)紫外光固化油墨
     
              紫外光固化(UV)油墨是指在紫外線照射下,利用不同波長和能量的紫外光使油墨成膜和乾燥的油墨。利用不同紫外光譜,可產生不同能量,將不同油墨連結料中的單體聚合成聚合物,所以UV油墨的色膜具有良好的機械和化學性能。UV油墨的主要優點有:(1)不用溶劑;(2)乾燥速度快,耗能少;(3)光澤好,色彩鮮艷;(4)耐水、耐溶劑,耐磨性能好。UV油墨中光引發劑是一種易受光激發的化合物,在吸收光照后激發成自由基,能量轉移給感光性分子或光交聯劑,使UV墨發生光固化反應。目前UV墨已成為一種較成熟的油墨技術,其污染物排放幾乎為零。據統計,UV油墨的年產量日本約1.6萬噸,歐洲約1.8萬噸,北美約1.9萬噸。除了不含溶劑,UV墨還有如不易糊版,網點清晰,墨色鮮艷光亮,耐化學性能優異,省用量等優點。據資料統計,美國在2000年使用的柔性版印刷UV墨已達3500噸。
     
              (3)水性UV油墨
     
              水性UV油墨是目前UV墨領域研究的新方向。普通UV墨中的預聚物黏度一般都很大,需加入活性稀釋劑稀釋。而目前使用的稀釋劑丙烯酸酯類化合物具有不同程度的皮膚刺激性和毒性,因此在研制低黏度預聚物和低毒性活性稀釋劑的同時,另一個發展方向是研究水性UV油墨,即以水和乙醇等作為稀釋劑。目前水性UV墨已研制成功,并在一些印刷中獲得應用。此外,主要在柔印中發揮作用的醇溶性油墨也是一種公害甚小的油墨,主要應用於食品、藥品、飲料、煙酒及與人體接觸的日用品包裝印刷等方面。
     
              (4)生物油墨
     
              美國科學家早就致力於一種名為菌視紫質的蛋白分子研究。天然物料往往可表現出如半導體之類制成物料所不能輕易獲得的復雜功能。菌視紫質源於一種生長在鹽鹼沼澤中被稱為「鹽制品嗜鹽桿菌」體上的強度紫色細胞膜中。照亮其蛋白質,就能引發一個光化學反應圈。其原理是:該光化學反應圈沿著環繞細胞膜的通道運送質子。此細胞膜的紫色源自被稱為「視網膜」的菌視紫質成分。細胞膜通道中的胺酸與「視網膜」牢固結合。而溶解狀態下的「視網膜」與胺酸不結合,并呈淡黃色。將不同波長的兩組鐳射,交替照射到此種蛋白分子上,即可使此蛋白分子在紫色結構與黃色結構間進行前后轉換。正是它這種習性,激發人們對之研究與利用。它可用作類比視網膜中的光敏元件,也可用作朊基處理裝置中的記憶元件或光學電腦中的記憶元件,它的薄膜還能依照外部電場的轉換改變顏色。在常規菌視紫質中,於不同電場作用下,會形成從紫色到藍色的低對比度色彩變化。但由某種突變菌生成的菌視紫質結構,在強電場的作用下,則會從藍色變為淡黃色。將這種蛋白薄膜夾在組合了大量電極的透明板中,即可制成一張顯示版。對此薄膜的不同部位施用適當電壓,就能「寫入」一頁文稿或「置入」一幅圖像。
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