油墨是用于包裝材料印刷的重要材料,它通過印刷將圖案、文字表現(xiàn)在承印物上油墨中包括主要成分和輔助成分,它們均勻地混合并經(jīng)反復軋制而成一種粘性膠狀流體。所有的傳統(tǒng)油墨都是由呈色劑、成膜物質(zhì)、溶劑和助劑構(gòu)成的。這其中,呈色劑是構(gòu)成印刷顏色的主要成分,其用量約占全部油墨組成部分的12%~20%;成膜物質(zhì)決定了油墨在承印物上的固著,一般由幾種性能不同的樹脂共同組成,其在油墨中所占的比例約為20%~25%;油墨當中的其他部分,就是溶劑和助劑。
油墨形成污染的原因
印刷油墨的第一污染源是呈色劑。呈色劑分成顏料和染料兩種,前者與油墨中的其他物質(zhì)共同構(gòu)成乳狀液,后者則是溶解于溶劑當中形成溶液。顏料一般是無機的重金屬化合物,因不同的顏色要求,可能含有鉛、汞、銅、鉻、鎘等重金屬元素,這些顏料顆粒很細小,吸附能力強;染料的主要成分是有機化合物,是通過有機合成的,目前存在的絕大多數(shù)染料,含有一定的毒性。無論是顏料還是染料,作為呈色劑在印刷油墨中是不可或缺的,但是在為人們呈現(xiàn)了豐富多彩的色彩的同時,這些成分也成為污染的來源,而且無法避免。
不過呈色劑在印刷油墨中的總量畢竟是有限的,真正造成污染較為嚴重的,其實是印刷油墨中的溶劑、助劑部分。印刷油墨中經(jīng)常使用的有機溶劑包括乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸乙酯、甲苯、二甲苯等。這些有機溶劑在印刷完成后,需要從承印物表面消除,完成印刷油墨的干燥。在這個過程中,絕大多數(shù)溶劑是被排放到大氣當中的,被排放的這些溶劑成為印刷油墨VOC的主要成分。另一方面,如果印刷油墨中的溶劑在印刷完成后未能徹底揮發(fā),而是帶到了跟隨印刷品到了消費者手中,其后果更加嚴重。
在印刷過程中,油墨的使用會帶來很多的問題,比如說大氣污染、水污染、土壤污染、甚至于在包裝物上滲透到食物中直接對人體健康產(chǎn)生危害。油墨中溶劑揮發(fā)造成的大氣污染等問題,以凹版印墨最為嚴重,因為凹印墨中使用了較多的揮發(fā)性有機物作為溶劑。長期處于高濃度的VOC中,將會對人體,特別是神經(jīng)系統(tǒng)造成極大的損害,而且VOC還會與空氣中的氮氧化物發(fā)生光化學反應,產(chǎn)生臭氧及煙霧,從而造成大氣污染。
油墨污染處理以及預防
可見油墨的使用將會產(chǎn)生一系列問題,但是因為其在印刷行業(yè)中的重要作用,我們只能從其他途徑去解決這個問題,第一個選擇自然是從油墨本身的環(huán)保性能入手,加大科研力度,改變油墨成分,即采用環(huán)保型材料配制新型油墨。目前,市場上的環(huán)保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。
水性油墨與溶劑型油墨的最大區(qū)別,在于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(wěn)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,干燥迅速,故特別適用于食品、飲料、藥品等包裝印刷品,是世界公認的環(huán)保型印刷材料,也是目前所有印刷油墨中唯一經(jīng)美國食品藥品協(xié)會認可的油墨。
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干燥的油墨。利用不同紫外光譜,可產(chǎn)生不同能量,將不同油墨連結(jié)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(yōu)點有:(1)不用溶劑;(2)干燥速度快,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(fā)劑是一種易受光激發(fā)的化合物,在吸收光照后激發(fā)成自由基,能量轉(zhuǎn)移給感光性分子或光交聯(lián)劑,使UV墨發(fā)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。除了不含溶劑,UV墨還有如不易糊版,網(wǎng)點清晰,墨色鮮艷光亮,耐化學性能優(yōu)異,用量省等優(yōu)點。
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(fā)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(fā)揮作用的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。
環(huán)保型油墨的采用還需要企業(yè)的幫忙,現(xiàn)在國內(nèi)印刷企業(yè)良莠不齊,市場競爭的激烈,此時在社會效益和社會責任面前,經(jīng)濟效益成為企業(yè)首要關注的問題。環(huán)保型油墨的售價較之傳統(tǒng)型油墨更高,這無形中又增加了企業(yè)的成本投入。所以這就需要政府出臺一些規(guī)章制度規(guī)范印刷企業(yè)的生產(chǎn)。加大對環(huán)境污染的個人或企業(yè)的懲罰力度。同時加強環(huán)保資金的投入,配備具有專業(yè)知識的專職環(huán)保人員。逐步提高我國印刷企業(yè)的自動化程度,并強制關閉一些技術落后、污染嚴重的企業(yè)。
此外也需要加強印刷企業(yè)管理和指導,在行業(yè)內(nèi)各類人員崗位培訓中加強環(huán)保教育,增強企業(yè)員工的環(huán)保意識。努力推行清潔生產(chǎn),學習、貫徹ISO14001環(huán)境管理體系和環(huán)保法規(guī)。對廢水要做到分類處理,車間廢水與生活廢水分開處理,盡可能循環(huán)使用,減少向環(huán)境的排放,并回收重金屬和各種有用的物質(zhì)。
隨著時代的進步和科技的發(fā)展,印刷業(yè)和油墨生產(chǎn)行業(yè)將面臨著一系列新的挑戰(zhàn)和機遇。同時,隨著國民環(huán)保意識的不斷提高,法律制度的不斷健全,并且依靠科技不斷地開發(fā)新的環(huán)保油墨,油墨的污染有望被徹底治理,為綠色印刷的發(fā)展提供條件。