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浅谈环保油墨技术

《广东印刷》2013年第1期 文/翟洪杰 刘三国 更新日期:2013-08-15

当前对绿色油墨的理解主要分为以下两方面: 从狭义的角度讲, 绿色油墨是指采用对人体几乎没有危害的原材料, 在油墨的生产和印刷过程中几乎不发生污染, 对生活环境不构成威胁的油墨品种; 从广义的角度讲绿色油墨是指减少原材料中对环境和人体有害的成分; 减少油墨生产和使用过程中对环境和人体有害的成分; 易回收, 减少“ 二次污染”。

绿色环保油墨给印刷和包装行业注入了新的活力,无论是水性油墨、可降解油墨还是UV 固化油墨,这些环境友好型油墨为印刷包装行业的可持续发展作出了巨大的贡献。目前市面上绿色油墨主要有以下几种: 能量固化油墨; 醇溶性油墨; 环保型胶印油墨, 下面详细介绍以上油墨的优缺点。

一、能量固化油墨

能量固化型油墨主要分为U V 型固化油墨和E B 型固化油墨, U V 型固化油墨是利用一定波长的紫外线辐射, 通过瞬间的光化学反应完成油墨干燥; E B 型油墨是利用加速高能电子束将单体聚合成高分子聚合物。

1 . U V 型油墨有以下优点

① U V 油墨安全可靠, 无溶剂排放、不易燃、不污染环境, 适用于食品、饮料、烟酒、药品等卫生条件要求高的包装印刷品。

② U V 油墨喷绘适性好, 喷绘质量高, 喷绘过程不改变物性, 不挥发溶剂, 粘度稳定, 着墨力强, 网点清晰度高, 阶调再现性好, 墨色鲜艳光亮, 附着牢固, 适合精细产品喷绘。

③ U V 油墨可瞬间干燥,生产效率高,适应范围广,在纸张、铝箔、塑料等不同的喷绘载体上均有良好的附着力, 产品印完后可立即叠放, 不会发生粘连。

④ U V 油墨物理化学性能优良。U V 固化干燥的过程是U V 油墨光化学反应, 即由线型构造变为网状构造的过程, 所以具有耐水、耐醇、耐酸碱、耐磨、耐老化等许多优异的物化性能,这是其他各种类型油墨所不及的。

⑤ U V 油墨用量省。由于没有溶剂挥发, 有效成分高, 能够近乎1 0 0 % 转化为墨膜, 其用量还不到水墨或溶剂油墨的一半, 所以成本比较低。

当然,U V 油墨也有一定的缺点:紫外线对人体有一定的伤害;固化后油墨难以降解,易造成“二次污染”等。

2 . E B 油墨的主要优点如下

① 不含挥发性物质V O C , 没有气味或仅有很小的气味, 减少了对工作人员健康的危害, 无环境污染。

② 耐抗性好, 由于油墨中的化学物质通过交联反应形成了高分子立体网状聚合物, 墨膜具有较好的耐化学性和耐摩擦性。

③ 固化时间短, 一般只需0 . 1 秒即可彻底干燥, 与传统印刷需要几分钟甚至几天才能彻底干燥相比, 大大提高了生产效率, 有利于进行规模生产。

④ 颜料浓底高, 印制的产品外观漂亮, 具有很强的光泽度和立体感。

⑤减少了印刷机的清洗时间,墨斗里的E B 油墨即使存放一个晚上,也不会出现结皮、硬化现象,减少了浪费。当然, 作为一种发展中的新型固化技术, E B 固化技术也存在着一些缺点:

如近年来E B 固化设备虽然在价格上有很大程度的降低, 但是其设备一次性投入仍然较大; E B 油墨的价格仍比普通油墨的价格高; E B 固化仅适用于平面的涂层固化, 因而固化产品的几何形状受到限制;E B 油墨的一个重要特性就是它有良好的耐抗性, 但这在废弃印刷品回收时则成为脱墨难、妨碍回收的一个因素, 因此在印品回收方面还必须做新的研究。

二、醇溶性油墨

醇溶性油墨的溶剂是酒精,而酒精是由粮食酿造的,粮食是可再生产品, 因此, 新型醇醇溶性油墨的市场竞争力十分强劲, 市场前景十分广阔。主要优点如下:

① ?适用于多种印刷基材, 具有稳定的附着性和复合适性。

② 没有苯类和酮类溶剂, 印刷物的残留溶剂极低。

③ 印刷适性优异, 适用于各类低速至高速的凹版复合塑料印刷。

④ 溶剂残留量低, 安全、无毒、符合环保和卫生的要求。

⑤ 具有高光泽度、耐冻性、高印刷色度及良好附着力、印品色彩艳丽等优良品质。

国产的醇溶性油墨质量还存在着一些不足, 如颜色较深、透明度差、光泽度低、凝胶倾向严重等缺点。

三、环保型胶印油墨

胶印油墨在我国占据了5 0 % 的市场份额,环保型胶印油墨主要有以下几种类型:

1 . 植物油基胶印油墨

由于V O C 的排放会严重污染环境, 植物油基胶印油墨越来越受到人们的青睐, 大豆油墨是植物油基胶印油墨的主要品种, 逐渐取代普通胶印油墨, 在商业领域广泛应用, 它的主要优点有:

① 环保。大豆油墨是将大豆油轻度提纯后,与色素、树脂等添加剂混合。用植物油替代石油, 减少了化石原料的使用, 缓解地球资源紧张。而且大豆油墨所需的挥发性有机物质不如石油油墨多, 减少了空气污染。它的色素降解率也是标准汽油油墨的4 倍。

② 经济。大豆油墨比石油提取物更纯净, 要达到同样的染色效果, 前者需要的色素更少, 也降低了油墨成本。美国伊利诺伊州能源和资源部的危险废物研究和信息中心在9 0 年代做了一次关于大豆油墨的调研, 很多印刷商报告:“ 大豆油墨能够比一般油墨的延展性高出1 5 % , 进一步降低了油墨使用量, 印刷成本从而降低。虽然大豆油墨的均价比汽油油墨平均高出5 % ~ 1 0 % , 然而在色素使用、挥发性有机物使用和印刷机清洗成本等各项开支上, 前者要花得更少。更何况, 用较少的大豆油墨, 就能印出比石油油墨更加鲜亮抢眼的印刷品。

③ 耐摩擦耐热。通常情况下, 报纸读者在阅读时其手经常被油墨沾黑。这是因为, 使用传统油墨印刷后承印物上的油墨很容易摩擦掉。大豆油墨较传统油墨耐摩擦, 使报纸读者不受手沾黑的困扰, 同时又没有不良刺激异味。大豆油墨的沸点比石油挥发成分高很多, 而当油份受激光打印机或复印机加热时, 不会挥发而粘在纸上, 亦不会污染机器零件。

④ 良好的着墨性。与固化油墨或无水胶印油墨相比,大豆油油墨干燥速度较慢。但从实用结果来看, 油墨的转移性好,实地部分着墨性好,亮调部分网点墨色均匀。普通胶印油墨到达纸张后, 因溶剂渗透快, 在靠近纸面的部分,墨膜会有断离现象,而大豆油油墨则因渗透慢,油墨的剥离面更接近橡皮布一侧, 等于是使较厚的墨膜转印到纸面, 因此油墨转移量提高。

⑤ 耐镭射性好。当印刷品需要耐镭射性时, 大豆油墨是最佳的选择。它的沸点比石油挥发成分高很多, 当油墨受镭射印刷机或复印机加热时, 不会挥发而粘在纸上, 亦不会污染印刷机零件。

⑥ 色泽好。大豆油墨原料是色拉油等食用油, 由日本精英堂印刷公司和东洋油墨公司共同开发, 色拉油作为一种精制植物油, 经过一系列严格的脱色、除臭、去除游离脂肪酸等精炼工艺加工后, 其流动性和着色性极好, 且透明度高、色彩鲜艳、不易掉色, 可适于广范围的彩色印刷。无水印刷用的U V 混合大豆油墨在脱墨性方面性能优良, 回收不成问题; 无需喷粉, 能够印制高品质的印刷品, 在贴胶片、印刷涂布等后加工方面也能够获得优良的印刷品, 改善了操作环境。

⑦ 多种效果出色。与传统油墨相比, 大豆油墨具有色泽鲜艳、浓度高、光泽好、较好的水适应性和稳定性、耐摩擦、耐干燥等性能。

主要缺点有: 它并不适合个人打印机; 因为没有挥发性有机化合物的存在, 大豆油墨要比一般的汽油油墨干得慢; 大豆油墨依赖于单一作物, 一旦遇到病虫害威胁, 原料供应会成问题。

2 . 无芳烃胶印油墨

无芳烃胶印油墨是指出去除油墨中的芳香烃, 以此降低油墨在正产和印刷过程中对环境的污染, 在日本广泛应用。它的主要优点是:

传统胶印油墨采用的石油系矿油, 因含有芳烃成分而导致带来气味和皮肤刺激性。使用不含芳烃( A F)矿油生产的油墨在这些方面有很大改善, 所谓不含芳烃的矿油是将矿油中的芳烃成分控制在1 % 以下。从环保的角度而言, 使用不含芳烃( A F ) 矿油的油墨与传统油墨相比, 不但有效降低气味和刺激皮肤, 而且将改善印刷作业环境, 可以被认为是安全性很高的油墨。

它的主要缺点是:由于具有高苯胺点等特性,对树脂的溶解性很差,在普通油墨配方中直接使用AF 矿油,将对油墨性能产生很大的不利影响。如采用AF 矿油和普通油墨用树脂来生产油墨,由于AF 矿油的高苯胺点,导致对树脂体系溶解性变差,使油墨中的矿油释放性增强,而造成固着速度加快,流动性和转移性变差,因粘性上升而产生纸张拉毛等印刷故障,并导致印品的光泽下降。

3 . 无水胶印油墨

无水胶印使用使用斥墨的硅酮树脂涂布的印版, 在图文部分出去涂层就可以吸收油墨, 实现图文转移。它的主要优点:

① 印刷成本低。由于没有润版水, 因起印时不需花费大量的时间调节水墨平衡, 加快了起印速度, 减少了试印纸张的浪费; 油墨能干燥, 可以降低干燥温度, 减少能源消费; 减少由于水墨平衡变化而造成的停机时间, 提高生产效率和经济效益。

②印品质量好。无水胶印的网点扩大率低,有很好的网点再现性,尤其是暗调的细节都能很好的再现; 无润版水,不会造成纸张伸缩变形,提高了套印精度; 印品的墨色均匀厚实、鲜艳,印版耐印率大大提高; 承印物范围广,既可在纸张上印刷,也可在塑料和金属上印刷。

③ 无水胶印不含酒精, 可以保护环境, 防止污染。

它的主要缺点: 价格较贵; 技术不够成熟, 抗起脏性和油墨转移性二者很难兼顾, 如何使其保持平衡是无水胶印油墨设计的关键。

目前环保油墨的种类很多,印刷企业在选择油墨的时候既要考虑健康和安全的问题,又要想方设法提高能源利用率和减少浪费。所以一定要货比三家,而且还要尽可能多地征求别人的意见。每个印刷企业现在都面临着一定的环保压力,这是由市场和客户的需求决定的。但是印刷企业也应该清醒地意识到,油墨并不是印刷过程的全部,虽然绿色油墨可能会对生产过程产生一点影响,但只有全方位的环保计划才能确保一个印刷企业的长期稳定发展。

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