幾種綠色環保油墨的發展趨勢

印刷工業的發展是與印刷油墨的發展密切相關的，所以油墨的環保化是一個重要的發展趨勢。過去，印刷業一般使用傳統的溶劑型油墨，但它對環境的污染是有目共睹的。為此，世界各國都很重視環保型油墨的開發研究，我國也不例外。無污染少污染的新型印刷油墨印刷材料及輔料，正越來越多地開發出來，并得到應用，綠色環保油墨正日益變成印刷油墨界的共識和共同行動。
　　研究環保型油墨，首先需要從根本上了解傳統溶劑型油墨對我們的危害：
　　印刷油墨由顏料、連結料、溶劑和輔助劑組成。其中，連結料中的有機溶劑對人體損害尤為嚴重。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，長期接觸會令皮膚干裂、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。這些溶劑，雖然通過干燥可除去絕大部分，但是殘留的溶劑卻會遷移到食品中危害人體。如果用溶劑性油墨去印刷煙、酒、食品、藥品、飲料、兒童玩具等衛生條件要求嚴格的包裝印刷產品，那么溶劑性油墨中的某些有毒有害物質會在印刷品中殘留，這對環境和人體健康都存在著很大的危害。
　　在凹印和柔印溶劑型油墨中，有機溶劑的含量高達40%~60%，其干燥形式是揮發干燥，所以溶劑中的VOC(VolatileOrganicCompound揮發性有機化合物)的含量較多。大量有機溶劑的揮發，會造成了大氣污染等問題，而且被吸進氣管、支氣管、肺部或經血管、淋巴管傳到其他器官，甚至可能會引起人體的慢性中毒。目前，國內外都在嚴格地控制涂料、油墨等一系列商品的VOC含量，以降低對人體和環境的傷害。
　　鑒于傳統溶劑型油墨對人類的種種危害，研究人員正在努力從根本上改善油墨對環境的影響，這就需要從改變油墨的組成方面入手，盡量采用環保型材料來配制新型的環保型油墨，以降低VOC的排放量，提高能量使用效率，各國科研人員正加緊這方面的開發研制。目前，國內使用最為廣泛的環保油墨主要有三大類，即水性油墨、紫外光固化油墨和醇溶性油墨。
　　1、水性油墨
　　水性油墨是以水性樹脂為連接料，高級顏料或染料為著色劑，水為主要溶劑，少量乙醇為助溶劑，配以多種助劑經精細研磨調配而成的一類液體印刷油墨。
　　它與傳統溶劑型油墨的最大區別就在于水性油墨中使用的溶劑是水和乙醇，VOC含量極低，對環境污染小。目前，在美國95%的柔版印刷品、80%的凹版印刷品，以及40%的塑料薄膜印刷品均采用水性油墨印刷，其它發達國家在包裝印刷中使用水性油墨的也越來越多。近年來，我國對食品的包裝做出了一些規定，“綠色”印刷的地位在我國正得到不斷的提高，水性油墨在我國也得到了迅速的發展。目前，我國軟包裝方面的水性油墨以35%的用量排在其它印刷油墨之首。隨著科研人員的開發研制，水性油墨的品種也在不斷地增加，如塑料水墨、熒光水墨、透明水墨、耐熱水墨、亮光水墨、水性金銀墨和水性上光油水墨等均已得到應用。
　　環保型水性油墨目前在我國最主要的應用領域是柔性版印刷、凹版印刷和絲網印刷。由于其溶劑中的VOC含量較低，不僅對大氣環境的污染小，而且減少了印刷品表面殘留的毒性，因此目前應用水性油墨的產品大多數都是包裝產品，其中食品包裝、煙酒包裝、兒童玩具包裝等占有相當大的比例。
　　雖然水性油墨已廣泛應用于銅版紙、白紙板、瓦楞紙和塑料薄膜的印刷中，但由于其成本問題，許多包裝廠家都不愿采用；而且在水墨的印刷中還存在著一些問題，例如水墨很容易干結在網紋輥上，影響傳墨的均勻性；水墨很容易起泡沫，影響色密度；水墨的耐水、耐溶劑以及耐磨性比較差等。這都需要科研人員進一步去開發研究，以使水性油墨得到更加迅猛的發展。[next]
　　2、紫外光固化油墨
　　紫外線光固油墨是近幾年來迅速發展的一種節省能源的環保型印刷油墨，也叫UV油墨。這種油墨是利用紫外線照射，引起油墨連結料的聚合反應進行干燥的。它不含揮發性有機溶劑，無溶劑公害。印刷界為了消除溶劑性油墨VOC的排放，達到空氣質量標準嚴格要求，逐漸采用UV油墨技術進行產品的印刷，所以UV油墨能夠迅速地在市場中占領一席之地。
　　UV油墨也是由色料、連結料和輔助材料構成的。但其連結料的組成成分與傳統的溶劑型油墨有所不同。
　　從UV油墨和溶劑型油墨的組成比較來看，經紫外線照射產生基團反應瞬間固化的UV油墨，與靠溶劑滲透入紙中經過數小時的氧化聚合反應而干燥的傳統溶劑型油墨和靠溶劑和水的蒸發加上向紙的滲透而干燥的水性油墨相比，除了顏料相同以外，其他成分均不同。其連結料主要成份是光引發劑、預聚物和活性單體。UV油墨的固化機理是，油墨中的光引發劑受紫外光直接作用，引發劑分子發生化學重排，形成自由基，該自由基進而引發預聚物和活性單體中的官能團形成鏈式聚合反應，形成線性聚合物，使光化學反應的產物在高分子鏈之間發生光交聯反應，使液態組分轉變為三維網狀固態的高分子聚合物，最終形成堅硬的墨膜，這是一種瞬間干燥的方式。
　　目前UV油墨已成為一種較成熟的油墨技術，其污染物排放幾乎為零。除了不含溶劑，UV墨還有如干燥速度快，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，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。在我國也廣泛應用到膠印、柔印、凹印、網印和噴墨印刷中。
　　水性UV油墨是目前UV油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，這樣可以在VOC排放仍很低的情況下實現更低的毒性。目前水性UV墨已研制成功，并在一些印刷工業中獲得應用。
　　此外，陽離子型UV固化油墨也是UV油墨發展的一個美好前景。陽離子光固化體系較自由基光固化體系具有不受氧阻聚影響，表面固化性好，對人體皮膚刺激性小，固化后墨層內應力小，體積收縮小，柔韌性和附著性好等優點，已成為目前油墨研究開發的熱門課題。
　　3、醇溶性油墨
　　主要在凹印中發揮作用的無苯醇溶性油墨也是一種公害甚小的油墨，主要應用于食品、藥品、飲料、煙酒及與人體接觸的日用品包裝印刷等方面。
　　長期以來,我國復合包裝的包裝袋表面油墨印刷多以苯溶性凹版復合塑料薄膜油墨為主,由于大量的甲苯釋放或殘留,無論對環境及生產,還是對人體健康都會造成一定的潛在危害。
　　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。由于油墨中的顏料顆粒很小，吸附力強，雖然在印刷時已加熱干燥，但因時間短、速度快，往往干燥得不徹底，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。
　　而醇酯復合油墨具有低氣味、不含苯、酮等特點，油墨行業一直在努力開發這種對環境污染較小的醇溶油墨。醇溶油墨能夠幫助我們解決甲苯類油墨對健康所產生的苯傷害和苯殘留影響包裝食品的質量問題。這類環保油墨的產生，使凹版印刷在塑料軟包裝印刷領域上的競爭力大大提高。在日本、韓國和東南亞等國家，甲苯類油墨已經淘汰，被醇溶凹版油墨所代替。在歐洲，人們大力提倡柔性版印刷、凹版印刷只能使用醇溶性油墨(苯溶油墨是禁止使用的)；在國內，醇溶性油墨凹印行業也現已得到逐步應用。可以預見，在不久的將來，我國軟包裝用的油墨發展趨勢是：苯溶油墨必將被醇溶油墨所代替。
　　司合作研制出了新一代無苯醇溶性環保油墨，為醇溶油墨又開發出了一片新的天地。該油墨以醇溶性硝化纖維素及其他高級樹脂與無毒顏料、無水乙醇混合而成，可以用于凹版機上的高速印刷，其最大的優勢就是不含苯，而且它的成本低、適印范圍寬、印刷效果和復合強度理想，是一種符合國際食品包裝袋標準的環保型油墨。[next]
　　與此同時，東洋油墨公司為配合食品包安全需要，在眾多油墨品種中也在主推其研制的無苯無丁酮高性能油墨，這種油墨可適用各種用途的軟包印刷。印刷后，軟包可以水煮、蒸煮，并且無需添加硬化劑；用于復合包裝材料時，幾乎適用于任何種類的塑料薄膜。該油墨附著牢固高，不影響復合；印刷效果良好，特別是高光部著墨性良好；可單組分使用，有穩定的操作性；印刷后殘留溶劑少，保證包裝符合國家標準要求；而且由于無甲苯和丁酮，作業環境安全衛生。顯而易見，醇溶油墨在國內的發展是勢不可擋的。
　　除了水性油墨、紫外光固化油墨和醇溶性油墨外，科研人員還在不斷地研制新型的環保油墨，其中植物油型油墨可以說是典型的環保代表。
　　植物油型油墨是指用植物油代替普通油墨中的部分石油系列溶劑而其他成分如樹脂、顏料等不變的一種環保型油墨。目前在國外，最常使用的就是大豆油型油墨，其采用的原料是色拉油等食用油。用大豆油墨印制的印刷品在使用和再生處理時，不會產生污染環境的有毒有害物質，因此稱得上是環保印刷品。現在歐美地區一些采用大豆油墨的印刷品面市時，都要特為其標上醒目的標記──“SoySeal”，借此來擴大環保產品的社會影響力。
　　大豆油墨擁有比傳統的石油基油墨更加優秀的特點，因此逐漸成為油墨市場的新寵，它具有以下幾個優勢：
　　A.優秀的環保性；
　　B.優良的耐擦性；
　　C.耐光耐熱性好；
　　D.廢紙脫墨容易；
　　E.綜合印刷成本低；
　　F.符合產業政策。
　　目前，市面上已出現多種形式印刷用的大豆油型油墨，包括報紙油墨、單張紙油墨、熱固型油墨、冷固型油墨、商用表格印刷油墨、以及凸版油墨等。由于近年來國民對生活環境質量的要求日益殷切、環保意識高昂，采用新環保的黃豆油墨以替代石油系油墨，以利于確保清潔美好的生活環境，將是另一項最佳的選擇，而且還易于環保。
　　雖然大豆油型油墨具有以上優點，但其還是存在著一些不足之處：
　　A.干燥速度慢
　　就目前的技術來說，還不能把油墨配方中的石油餾出物全部用植物油替換掉，這是由于植物油型油墨干燥性能的限制。因此在這一領域開發研究的首要目的就是在符合高質量和性能的印刷油墨中保證植物油的最大含量。
　　B.應用范圍窄
　　并不是所有類型的印刷油墨都能很好地應用植物油型油墨。例如照相凹版油墨。因為這類油墨屬于揮發干燥型油墨，連結料要求易于揮發，而植物油型油墨的蒸汽壓低，沸點高，屬于非揮發性溶劑。因此，如何擴大植物油型油墨的應用范圍，也是一個急需解決的問題。
　　綜上所述，無論是水性油墨、紫外光固化油墨、醇溶性油墨，還是大豆油型油墨，都是從油墨的組分上入手，以環保材料代替傳統溶劑型油墨中的有毒成分，其環保效能是顯而易見的。而且現在美國和一些歐洲國家已禁止使用含苯的溶劑型油墨，取而代之的就是綠色環保型油墨。所以環保型油墨的研發，對印刷行業具有十分重要的影響。2008年北京奧運的主題是“綠色奧運”，而綠色環保油墨便可為其做出巨大的貢獻。可以預見，環保型油墨將是未來油墨領域的市場主力。