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            解析几种绿色环保油墨的发展趋势

            节能减排,资源再生利用

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            解析几种绿色环保油墨的发展趋势

            分类:
            公司新闻
            发布时间:
            2015/10/15
            【摘要】:
            印刷工业的发展是与印刷油墨的发展密切相关的,所以油墨的环保化是一个重要的发展趋势。过去,印刷业一般使用传统的溶剂型油墨,但它对环境的污染是有目共睹的。为此,世界各国都很重视环保型油墨的开发研究,我国也不例外。无污染少污染的新型印刷油墨印刷材料及辅料,正越来越多地开发出来,并得到应用,绿色环保油墨正日益变成印刷油墨界的共识和共同行动。  研究环保型油墨,首先需要从根本上了解传统溶剂型油墨对我们的危害

              印刷工业的发展是与印刷油墨的发展密切相关的,所以油墨的环保化是一个重要的发展趋势。过去,印刷业一般使用传统的溶剂型油墨,但它对环境的污染是有目共睹的。为此,世界各国都很重视环保型油墨的开发研究,我国也不例外。无污染少污染的新型印刷油墨印刷材料及辅料,正越来越多地开发出来,并得到应用,绿色环保油墨正日益变成印刷油墨界的共识和共同行动。

              研究环保型油墨,首先需要从根本上了解传统溶剂型油墨对我们的危害:

              印刷油墨由颜料、连结料、溶剂和辅助剂组成。其中,连结料中的有机溶剂对人体损害尤为严重。有机溶剂可溶解许多天然树脂和合成树脂,是各种油墨的重要成分,但部分却会损害人体及皮下脂肪,长期接触会令皮肤干裂、粗糙,如果渗入皮肤或血管,会随血液危及人的血球及造血机能。这些溶剂,虽然通过干燥可除去绝大部分,但是残留的溶剂却会迁移到食品中危害人体。如果用溶剂性油墨去印刷烟、酒、食品、药品、饮料、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品,那么溶剂性油墨中的某些有毒有害物质会在印刷品中残留,这对环境和人体健康都存在着很大的危害。

              在凹印和柔印溶剂型油墨中,有机溶剂的含量高达40%~60%,其干燥形式是挥发干燥,所以溶剂中的VOC(VolatileOrganicCompound挥发性有机化合物)的含量较多。大量有机溶剂的挥发,会造成了大气污染等问题,而且被吸进气管、支气管、肺部或经血管、淋巴管传到其他器官,甚至可能会引起人体的慢性中毒。目前,国内外都在严格地控制涂料、油墨等一系列商品的VOC含量,以降低对人体和环境的伤害。

              鉴于传统溶剂型油墨对人类的种种危害,研究人员正在努力从根本上改善油墨对环境的影响,这就需要从改变油墨的组成方面入手,尽量采用环保型材料来配制新型的环保型油墨,以降低VOC的排放量,提高能量使用效率,各国科研人员正加紧这方面的开发研制。目前,国内使用最为广泛的环保油墨主要有三大类,即水性油墨、紫外光固化油墨和醇溶性油墨。

              1、水性油墨

              水性油墨是以水性树脂为连接料,高级颜料或染料为着色剂,水为主要溶剂,少量乙醇为助溶剂,配以多种助剂经精细研磨调配而成的一类液体印刷油墨。

              它与传统溶剂型油墨的最大区别就在于水性油墨中使用的溶剂是水和乙醇,VOC含量极低,对环境污染小。目前,在美国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,其它发达国家在包装印刷中使用水性油墨的也越来越多。近年来,我国对食品的包装做出了一些规定,'绿色'印刷的地位在我国正得到不断的提高,水性油墨在我国也得到了迅速的发展。目前,我国软包装方面的水性油墨以35%的用量排在其它印刷油墨之首。随着科研人员的开发研制,水性油墨的品种也在不断地增加,如塑料水墨、荧光水墨、透明水墨、耐热水墨、亮光水墨、水性金银墨和水性上光油水墨等均已得到应用。

              环保型水性油墨目前在我国最主要的应用领域是柔性版印刷、凹版印刷和丝网印刷。由于其溶剂中的VOC含量较低,不仅对大气环境的污染小,而且减少了印刷品表面残留的毒性,因此目前应用水性油墨的产品大多数都是包装产品,其中食品包装、烟酒包装、儿童玩具包装等占有相当大的比例。

              虽然水性油墨已广泛应用于铜版纸、白纸板、瓦楞纸和塑料薄膜的印刷中,但由于其成本问题,许多包装厂家都不愿采用;而且在水墨的印刷中还存在着一些问题,例如水墨很容易干结在网纹辊上,影响传墨的均匀性;水墨很容易起泡沫,影响色密度;水墨的耐水、耐溶剂以及耐磨性比较差等。这都需要科研人员进一步去开发研究,以使水性油墨得到更加迅猛的发展。 [next]

              2、紫外光固化油墨

              紫外线光固油墨是近几年来迅速发展的一种节省能源的环保型印刷油墨,也叫UV油墨。这种油墨是利用紫外线照射,引起油墨连结料的聚合反应进行干燥的。它不含挥发性有机溶剂,无溶剂公害。印刷界为了消除溶剂性油墨VOC的排放,达到空气质量标准严格要求,逐渐采用UV油墨技术进行产品的印刷,所以UV油墨能够迅速地在市场中占领一席之地。

              UV油墨也是由色料、连结料和辅助材料构成的。但其连结料的组成成分与传统的溶剂型油墨有所不同。

              从UV油墨和溶剂型油墨的组成比较来看,经紫外线照射产生基团反应瞬间固化的UV油墨,与靠溶剂渗透入纸中经过数小时的氧化聚合反应而干燥的传统溶剂型油墨和靠溶剂和水的蒸发加上向纸的渗透而干燥的水性油墨相比,除了颜料相同以外,其他成分均不同。其连结料主要成份是光引发剂、预聚物和活性单体。UV油墨的固化机理是,油墨中的光引发剂受紫外光直接作用,引发剂分子发生化学重排,形成自由基,该自由基进而引发预聚物和活性单体中的官能团形成链式聚合反应,形成线性聚合物,使光化学反应的产物在高分子链之间发生光交联反应,使液态组分转变为三维网状固态的高分子聚合物,最终形成坚硬的墨膜,这是一种瞬间干燥的方式。

              目前UV油墨已成为一种较成熟的油墨技术,其污染物排放几乎为零。除了不含溶剂,UV墨还有如干燥速度快,不易糊版,网点清晰,墨色鲜艳光亮,耐化学性能优异,省用量等优点。据资料统计,UV油墨的年产量日本约1.6万吨,欧洲约1.8万吨,北美约1.9万吨。在我国也广泛应用到胶印、柔印、凹印、网印和喷墨印刷中。

              水性UV油墨是目前UV油墨领域研究的新方向。普通UV墨中的预聚物黏度一般都很大,需加入活性稀释剂稀释。而目前使用的稀释剂丙烯酸酯类化合物具有不同程度的皮肤刺激性和毒性,因此在研制低黏度预聚物和低毒性活性稀释剂的同时,另一个发展方向是研究水性UV油墨,即以水和乙醇等作为稀释剂,这样可以在VOC排放仍很低的情况下实现更低的毒性。目前水性UV墨已研制成功,并在一些印刷工业中获得应用。

              此外,阳离子型UV固化油墨也是UV油墨发展的一个美好前景。阳离子光固化体系较自由基光固化体系具有不受氧阻聚影响,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,柔韧性和附着性好等优点,已成为目前油墨研究开发的热门课题。

              3、醇溶性油墨

              主要在凹印中发挥作用的无苯醇溶性油墨也是一种公害甚小的油墨,主要应用于食品、药品、饮料、烟酒及与人体接触的日用品包装印刷等方面。

              长期以来,我国复合包装的包装袋表面油墨印刷多以苯溶性凹版复合塑料薄膜油墨为主,由于大量的甲苯释放或残留,无论对环境及生产,还是对人体健康都会造成一定的潜在危害。在凹印油墨中使用的溶剂一般有丁酮、二甲苯、甲苯、丁醇等。特别是丁酮,残留的气味很浓。由于油墨中的颜料颗粒很小,吸附力强,虽然在印刷时已加热干燥,但因时间短、速度快,往往干燥得不彻底,特别是上墨面积较大、墨层较厚的印刷品,其残留溶剂较多。这些残留溶剂被带到复合工序中,经复合后更难跑掉,会慢慢迁移渗透,因此必须将溶剂残留控制到最低限度。

              而醇酯复合油墨具有低气味、不含苯、酮等特点,油墨行业一直在努力开发这种对环境污染较小的醇溶油墨。醇溶油墨能够帮助我们解决甲苯类油墨对健康所产生的苯伤害和苯残留影响包装食品的质量问题。这类环保油墨的产生,使凹版印刷在塑料软包装印刷领域上的竞争力大大提高。在日本、韩国和东南亚等国家,甲苯类油墨已经淘汰,被醇溶凹版油墨所代替。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(苯溶油墨是禁止使用的);在国内,醇溶性油墨凹印行业也现已得到逐步应用。可以预见,在不久的将来,我国软包装用的油墨发展趋势是:苯溶油墨必将被醇溶油墨所代替。

              司合作研制出了新一代无苯醇溶性环保油墨,为醇溶油墨又开发出了一片新的天地。该油墨以醇溶性硝化纤维素及其他高级树脂与无毒颜料、无水乙醇混合而成,可以用于凹版机上的高速印刷,其最大的优势就是不含苯,而且它的成本低、适印范围宽、印刷效果和复合强度理想,是一种符合国际食品包装袋标准的环保型油墨。

              与此同时,东洋油墨公司为配合食品包安全需要,在众多油墨品种中也在主推其研制的无苯无丁酮高性能油墨,这种油墨可适用各种用途的软包印刷。印刷后,软包可以水煮、蒸煮,并且无需添加硬化剂;用于复合包装材料时,几乎适用于任何种类的塑料薄膜。该油墨附着牢固高,不影响复合;印刷效果良好,特别是高光部着墨性良好;可单组分使用,有稳定的操作性;印刷后残留溶剂少,保证包装符合国家标准要求;而且由于无甲苯和丁酮,作业环境安全卫生。显而易见,醇溶油墨在国内的发展是势不可挡的。

              除了水性油墨、紫外光固化油墨和醇溶性油墨外,科研人员还在不断地研制新型的环保油墨,其中植物油型油墨可以说是典型的环保代表。

              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剂而其他成分如树脂、颜料等不变的一种环保型油墨。目前在国外,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处理时,不会产生污染环境的有毒有害物质,因此称得上是环保印刷品。现在欧美地区一些采用大豆油墨的印刷品面市时,都要特为其标上醒目的标记──'SoySeal',借此来扩大环保产品的社会影响力。

              大豆油墨拥有比传统的石油基油墨更加优秀的特点,因此逐渐成为油墨市场的新宠,它具有以下几个优势:

              A.优秀的环保性;

              B.优良的耐擦性;

              C.耐光耐热性好;

              D.废纸脱墨容易;

              E.综合印刷成本低;

              F.符合产业政策。

              目前,市面上已出现多种形式印刷用的大豆油型油墨,包括报纸油墨、单张纸油墨、热固型油墨、冷固型油墨、商用表格印刷油墨、以及凸版油墨等。由于近年来国民对生活环境质量的要求日益殷切、环保意识高昂,采用新环保的黄豆油墨以替代石油系油墨,以利于确保清洁美好的生活环境,将是另一项最佳的选择,而且还易于环保。

              虽然大豆油型油墨具有以上优点,但其还是存在着一些不足之处:

              A.干燥速度慢

              就目前的技术来说,还不能把油墨配方中的石油馏出物全部用植物油替换掉,这是由于植物油型油墨干燥性能的限制。因此在这一领域开发研究的首要目的就是在符合高质量和性能的印刷油墨中保证植物油的最大含量。

              B.应用范围窄

              并不是所有类型的印刷油墨都能很好地应用植物油型油墨。例如照相凹版油墨。因为这类油墨属于挥发干燥型油墨,连结料要求易于挥发,而植物油型油墨的蒸汽压低,沸点高,属于非挥发性溶剂。因此,如何扩大植物油型油墨的应用范围,也是一个急需解决的问题。

              综上所述,无论是水性油墨、紫外光固化油墨、醇溶性油墨,还是大豆油型油墨,都是从油墨的组分上入手,以环保材料代替传统溶剂型油墨中的有毒成分,其环保效能是显而易见的。而且现在美国和一些欧洲国家已禁止使用含苯的溶剂型油墨,取而代之的就是绿色环保型油墨。所以环保型油墨的研发,对印刷行业具有十分重要的影响。可以预见,环保型油墨将是未来油墨领域的市场主力。

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