环保油墨综述

 

姚瑞玲 余勇 隋明

               

（ju999.net  四川 都江堰市 611837）

 

摘  要：绿色印刷是印刷业应对全球低碳时代的重大事件，环保油墨的使用将是实施绿色印刷最为重要的内容。概述了环保油墨得以广泛应用的背景；并对目前几种常见环保油墨进行介绍，其中包括水性油墨、能量固化油墨、醇溶性油墨、大豆油墨、生物油墨以及数字印刷油墨；最后展望了环保油墨在绿色印刷趋势下的应用前景。

关键字：绿色印刷；环保油墨；大豆油墨；生物油墨

Summary of green ink

YAO Ruiling  YU Yong  SUI Ming

(Sichuan Technology&Business College, Dujiangyan Sichuan Province, 611837)

 

Abstract: Green printing was major events responsed to worldwide low-carbon era for printing industry,It was the most elements for implementing green printing to use green ink.This paper overview the background about these kinds of ink were used. Meanwhile,common green ink were introduced, such as water-based inks,energy-curable inks,alcohol-soluble inks,soy inks,biological inks and digital printing inks. Finally, talking about the application prospects of green ink in the trend of green printing.

    Keywords:Green printing; green ink; soy ink; biological ink

 

背景

目前，绿色印刷正以其强大的影响力调整并引导着全球印刷行业的发展，“绿色”、“环保”、“低碳”已经成为人们谈论的热门话题。环保油墨的应用是响应绿色印刷的实际行动之一，近年来环保油墨在食品、药品等包装印刷中开始应用，在未来几年，环保油墨的广泛应用将是大势所趋。目前的环保油墨有水性油墨、能量固化油墨、醇溶性油墨、大豆油墨、生物油墨、数字印刷油墨。以下主要对于其中的几种油墨给予介绍。

一．水性油墨

水性油墨[1]是由特定的水性高分子树脂、颜料、水，并添加助剂经物理化学过程组合而制备的油墨，其使用的溶剂是水而不是有机溶剂，油墨转印到承印物后, 水分挥发到环境中或者渗入承印物中，而油墨自然随水分的挥发而干燥。

水性高分子树脂是水性油墨最主要的组成部分, 是水墨中的连结料，使颜料可以均匀分散，赋予油墨一定的流动性，可提供与承印材料的粘附力，使油墨能在印刷后形成均匀的墨层。水性油墨还有以下优点：

①水性油墨作为一种新型印刷包装材料, 其最大的优点是不含挥发性有机溶剂，它的使用降低了有机挥发物(VOC )的量，不会损害油墨制造者和印刷操作者的健康，同时改善了环境质量。

②水性油墨有着良好的印刷特性，其墨性稳定，不腐蚀版材，操作简单，印后附着力好，抗水性强，干燥迅速。

③水性油墨可以减少由于静电和易燃溶剂引起的失火危险，安全性好。

④使用水性油墨方便印刷设备的清洗。在水性油墨中，最具有市场潜力的应当是水性变色油墨和柔印水性油墨。

变色油墨作为特种油墨在防伪领域有着十分广泛的应用，它区别于传统油墨，在受光、电灯因素的影响下会发生物理或化学变化或通过改变光线的传播路径使进入人眼的光路发生变化，从而在视觉效果上产生颜色变化，因此具有良好的装饰效果。而水性油墨的VOC排放量很低，是一种环保油墨，主要针对柔性版印刷市场，结合二者的优势和国家的环保政策，水性变色油墨可以作为食品包装的防伪标识，同时可以保证食品的安全性，具有很好的市场前景。

柔印水性油墨[2]是一种接近于牛顿流体的油墨，具有较低的黏度，在印刷过程中油墨可充分填充网纹辊表面细小的墨穴，具有良好的油墨转移性。它以水为溶剂，大大减少了有机溶剂的挥发，从而减少了对大气的污染，改善了工作环境。同时，这种油墨完全可消除有机溶剂型油墨中的某些有害物质对人体的危害和对被包装物的污染，改善了总体环境质量。

二．大豆油墨 

大豆油墨[3]是将传统油墨配方中20%～50%的石油系溶剂改用大豆油，从而使油墨中的VOC含量由原来的30%～60%降低到5%～15%，可有效地防止对大气的污染。大豆油墨的颜料和树脂成分与一般的环保型印刷油墨相同，只是采用了可再生的大豆油作为原料，大大节省了全球石油资源，具有鲜明的环境保护优点，无论从资源利用还是从环保角度都具有传统油墨无可比拟的优势。作为环保型油墨，它的优良特性表现在以下方面：

①流动性能和着墨性能好，透明度高。

②应用了“膜”技术，耐擦，接触时手不会被粘黑。

③脱墨容易且效果好，纸纤维的损伤少、废料少、易回收，且回收成本低。

④属于可再生资源，使用后能够被生物降解。

⑤为解决干燥问题已经开发出“CLS”干燥体系，促进快速成膜，干燥性优于普通油墨。

⑥综合印刷成本低。大豆油墨的延展性高出普通油墨15%，在印刷时可以降低油墨的使用量。大豆油墨可以回填在新油墨中混合使用，利于环保，又降低生产成本。

⑦符合产业政策。我国是全球大豆生产国，开发利用大豆油墨符合国家能源产业发展，减轻不可再生石油的消费和进口，利国利民。

三．能量固化油墨 

能量固化油墨[4]是利用UV光或者加速高能电子束（EB)，将油墨中的单体聚合成聚合物，主要有UV油墨和电子束固化油墨（EB）油墨。

1.UV油墨 

UV油墨(即紫外线干燥固化油墨 )是指在一定波长的紫外光线照射下,使油墨连结料中的单体聚合成聚合物，使油墨成膜和干燥，它能够使液态油墨瞬间转变成固态, 从而完成干燥固化过程的油墨。UV油墨的主要优点有：

①不用溶剂，从根本上避免了VOC对环境的污染，干燥速度快，耗能少。

②不易糊版，网点清晰，光泽好，色彩鲜艳，耐水、耐溶剂，耐磨性能好。

③油墨技术比较成熟，其污染物排放几乎为零，有节能、环保型“绿色”产品的美誉，被誉为“面向21世纪的绿色工业新技术”，其安全性已被美国环境保护局认同。

④只有在UV光照射下才会干燥，因此即使在墨斗中存放了较长时间，其性能也能保持稳定，干燥速度快（可达500米/分）彻底，无溶剂排放；无需喷粉，故无粉尘污染，印刷机和车间环境清洁，印后的纸可回收再生。

水性UV油墨是一个新的研究方向，普通UV油墨的预聚物粘度都很大，需使用稀释剂丙烯酸酯类活性稀释剂进行稀释，而稀释剂对于皮肤有不同程度的刺激性和毒性。而采用水和乙醇为溶剂的UV油墨，不仅可以使醇溶型油墨有着好的相容性和粘接性能，而且可以在VOC排放仍很低的情况下实现更低的毒性。

目前，水性UV油墨已经研制成功，并在一些印刷企业得到应用。醇溶性UV油墨也是公害很小的油墨，主要用在柔印中，在食品包装，药品包装以及与人体接触的日用化妆品包装等方面的印刷中有广泛应用。另外，阳离子型UV固化油墨也是UV油墨发展的一个美好前景，它采用了冷UV光固化技术，能瞬间干燥。表面固化性好，对人体皮肤刺激性小，固化后墨层内应力小，体积收缩小，柔韧性和附着性好。

2.EB油墨  

EB油墨是指在高能电子束的照射下能够迅速从流体转变成固态的油墨。其固化是靠电子束实现的，由于电子束能量高，对颜料及填料等固体成分有很强的穿透力，油墨的吸收不会被颜料或填料阻碍，墨膜内部的干燥也不会受影响。EB油墨有它独特的优势：

①相对于UV油墨来说，EB油墨不使用光引发剂，无气味，不会释放臭氧。

②不需要热源的冷固化，固化时不受油墨颜色的影响，固化彻底，质量稳定。

③节省能量，无溶剂挥发，对环境，承印物没有污染。

④固化空间小，加工速度快，产量高，网点扩大率小，印迹亮度好，耐磨及耐化学侵蚀。

四．醇溶性油墨  

无苯醇溶性油墨是一种公害甚小的油墨，主要在凹版中发挥作用，它属于挥发干燥型油墨，具有良好的印刷适性。它具有干燥快，光泽亮，色彩鲜艳的优势，在印刷过程中操作人员还可以享受醇香四溢的酒香。

醇溶性油墨的有以下几个种类：

①醇溶性表印油墨：由醇溶性消化纤维素及其他高级树脂与无毒颜料、无水乙醇混合而成。

②醇溶性复合油墨：不含苯类溶剂，以醇酯溶剂为稀释剂，VOC排放较低。

③凹版醇溶性复合油墨：低气味，不含苯。

在欧洲，人们大力提倡柔性版印刷，凹版印刷只能使用醇溶性油墨。国内的凹印行业也逐步使用醇溶性油墨，新东方油墨基团还推出了欧洲（树脂）体系的超力福303 FD-F无苯无酮复合油墨。湖南晶鑫科技与香港叶氏油墨公司合作研制出新一代无苯醇溶性环保油墨，为醇溶性油墨的发展开发了新的天地。

五．生物油墨  

生物油墨，即利用生物技术制造的油墨。它利用天然物料表现出非生物物料所不能轻易获得的复杂功能。以菌视紫质为例，它含有一种在不同波长镭射线照射下，呈现不同颜色的蛋白质分子，这种蛋白质分子薄膜在不同电场作用下，颜色会发生改变。将此蛋白薄膜夹在组合了大量电极的透明板中，即可制成一张显示版，对此薄膜的不同部位施用适当电压，就能“写入”一页文稿或“置入”一副图像。此种油墨纯天然，因此可以作为环保型油墨。

六．总结 

新闻出版总署与环保部共同签署《实施绿色印刷战略合作协议》，绿色印刷的号角已经吹响，在实施绿色印刷的整个过程中，环保油墨的应用定会成为响应绿色印刷号召的先锋军。目前水性油墨已经用于瓦楞纸箱、塑料薄膜等柔性版印刷领域，大豆油墨主要用于食品的印刷包装行业，而数字印刷油墨主要作为静电成像和激光打印等数字印刷机的常用着色剂。环保油墨的广泛应用将会成为绿色印刷革命的第一场胜仗，环保油墨的推广应用有利于我们在环保部的指导下，改造印刷业，使这个传统而现代的民族产业与时俱进、健康发展。

 

 

 

参考文献：

[1]王士鑫.环保油墨引领新潮流[J].印刷质量与标准化.2010，24-27.

[2]英科.卡乐油墨（苏州）有限公司.醇溶性、水性油墨，安全环保[J].食品安全导刊.2010(5)62-64.

[3] 王才华.低碳经济下大豆油墨的现状及发展[J].印刷质量与标准化.2010(8):20-25.

[4]郭娟娟，赵秀萍.环保油墨-引领未来绿色印刷之路[J].印刷质量与标准化.2010(1):19-21.

 

 

 

作者简历：

1.姚瑞玲，女，出生于1987年，硕士， 研究方向：印刷包装材料；

2.隋  明，男，出生于1986年，硕士,研究方向：食品科学；

3.余  勇，男，出生于1969年，副教授，研究方向：印刷工艺及质量控制。