印刷油墨的环境危害和环保油墨的发展

印刷油墨的环境危害和环保油墨的印刷油墨的环境危害和环保油墨的 发展发展 随著环境保护呼声日益高涨 作为绿色印刷的主要组成部 分 对油墨的环保要求也日益增加 可以说 环保油墨是今后 油墨发展必须首先考虑的问题 一一 油墨对环境的危害性油墨对环境的危害性 油墨是目前印刷工业最大的污染源 世界油墨年产量已达 300 万吨 每年由油墨引起的全球有机挥发物 voc 污染排放量 已达几十万吨 这些有机挥发物 可以形成比二氧化碳更严重 的温室效应 而且在阳光的照射下会形成氧化物和光化学烟雾 严重污染大气环境 影响人们健康 此外 食品 玩具等包装 印刷普通油墨中重金属等对人体有害成分还会直接危害食用者 的身体健康 1 对人体健康的影响 印刷油墨由颜料 连结剂 溶剂 辅助剂组成 其中有机 溶剂和重金属元素对人体损害严重 油墨中的颜料有两种 无 机和有机 两者均不溶於水和其他介质 并具鲜明色泽及稳定 性 有些无机颜料含铅 铬 铜 汞等重金属元素 具一定毒 性 不能用於印刷食品包装和儿童玩具 部分有机颜料含合联 苯胶 有致癌成分 应严禁使用 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 长期接触会令皮肤乾裂 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 被吸进气管 支气 管 肺部或经血管 淋巴管传到其他器官 甚至可能引起肌体 慢性中毒 部分油墨有重金属离子的毒性问题 颜料和染料含 致癌成分 对人体健康有很大害处 复合包装材料在印刷中要 使用大量油墨 有机溶剂和黏合剂等 这些辅料跟食品虽无直 接接触 但在食品包装和贮存过程中 某些有毒物质会迁移到 食品里 危害人们健康 印刷油墨中常使用乙醇 异丙醇 丁 醇 丙醇 丁酮 醋酸乙酯 醋酸丁酯 甲苯 二甲苯等有机 溶剂 这些溶剂 虽然通过乾燥可除去绝大部分 但是残留的 溶剂却会迁移到食品中危害人体 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 由於油墨中的颜料颗粒很小 吸附力强 虽然在印刷时 已加热乾燥 但因时间短 速度快 往往乾燥得不彻底 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 2 对环境质量的影响 油墨中溶剂挥发造成的大气污染等问题 以凹印墨最严重 因它使用较多 voc 作为溶剂 长期处於高浓度的 voc 中 将会 对人体 特别是神经系统造成极大损害 voc 还会与空气中的 氮氧化物发生光化学反应 产生臭氧及烟雾 造成大气污染 要减少 voc 有回收和燃烧排放溶剂两种解决方法 但现在未 配置这类装置的凹印机很多 此外 排放清洗水性油墨的水和 胶印润版液会污染水质 印刷品及油墨容器等产业废弃物的处 理亦十分棘手 二二 目前主要的几种环保油墨目前主要的几种环保油墨 要油墨符合环保要求 首先应改变油墨成分 即采用环保 型材料配制新型油墨 目前 环保油墨主要有水性墨 uv 墨 水性 uv 墨和一些醇溶性墨 1 水性油墨 水性油墨与溶剂型油墨的最大区别 在於其使用的溶剂是 水而不是有机溶剂 明显减少 voc 排放量 能防止大气污染 不影响人体健康 不易燃烧 墨性稳定 色彩鲜艳 不腐蚀版 材 操作简单 价格便宜 印后附著力好 抗水性强 乾燥迅 速 故特别适用於食品 饮料 药品等包装印刷品 是世界公 认的环保型印刷材料 也是目前所有印刷油墨中唯一经美国食 品药品协会认可的油墨 目前美国塑胶印刷中有 40 采用水性 油墨 其他经济发达国家 如日本 德国 法国等 在塑胶薄膜印 刷中使用水性油墨的用量也愈来愈多 今年 6 月英国就立法禁 止溶剂型油墨印刷食品薄膜 据有关资料报道 在美国 符合 voc 规定的水性墨必须达到使用状态的油墨组成中 挥发成分 比例在 25 以下 水分在 75 以上 水分少的油墨在使用状态 下 不挥发的成分在 60 以上这两个标准 水性油墨通常供纸 制品包括纸塑复合产品印刷使用 特性是能满足纸张印刷的吸 墨性 使印刷品著色丰满 更难得的是其溶剂是水和乙醇 对 环境污染性小 号称是环保绿色油墨 2 紫外光固化油墨 紫外光固化 uv 油墨是指在紫外线照射下 利用不同波长 和能量的紫外光使油墨成膜和乾燥的油墨 利用不同紫外光谱 可产生不同能量 将不同油墨连结料中的单体聚合成聚合物 所以 uv 油墨的色膜具有良好的机械和化学性能 uv 油墨的主 要优点有 1 不用溶剂 2 乾燥速度快 耗能少 3 光泽好 色彩鲜艳 4 耐水 耐溶剂 耐磨性能好 uv 油墨中光引发剂 是一种易受光激发的化合物 在吸收光照后激发成自由基 能 量转移给感光性分子或光交联剂 使 uv 墨发生光固化反应 目前 uv 墨已成为一种较成熟的油墨技术 其污染物排放几乎 为零 据统计 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 除了不含溶剂 uv 墨还有如不易糊版 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 美国在 2000 年使用的柔性版印刷 uv 墨已达 3500 吨 3 水性 uv 油墨 水性 uv 油墨是目前 uv 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 目前水性 uv 墨已研制成功 并在一些印刷中获得应用 此外 主要在柔印中发挥作用的醇溶性油墨也是一种公害甚小 的油墨 主要应用於食品 药品 饮料 烟酒及与人体接触的 日用品包装印刷等方面 4 生物油墨 美国科学家早就致力於一种名为菌视紫质的蛋白分子研究 天然物料往往可表现出如半导体之类制成物料所不能轻易获得 的复杂功能 菌视紫质源於一种生长在盐硷沼泽中被称为 盐 制品嗜盐杆菌 体上的强度紫色细胞膜中 照亮其蛋白质 就 能引发一个光化学反应圈 其原理是 该光化学反应圈沿著环 绕细胞膜的通道运送质子 此细胞膜的紫色源自被称为 视网 膜 的菌视紫质成分 细胞膜通道中的胺酸与 视网膜 牢固 结合 而溶解状态下的 视网膜 与胺酸不结合 并呈淡黄色 将不同波长的两组镭射 交替照射到此种蛋白分子上 即可使 此蛋白分子在紫色结构与黄色结构间进行前后转换 正是它这 种习性 激发人们对之研究与利用 它可用作类比视网膜中的 光敏元件 也可用作朊基处理装置中的记忆元件或光学电脑中 的记忆元件 它的薄膜还能依照外部电场的转换改变颜色 在 常规菌视紫质中 於不同电场作用下 会形成从紫色到蓝色的 低对比度色彩变化 但由某种突变菌生成的菌视紫质结构 在 强电场的作用下 则会从蓝色变为淡黄色 将这种蛋白薄膜夹 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 一幅图像 跟油墨一样 菌视紫质显示版上的图像也能在普通 光线下看清 而且 色彩的转变时间还能加快到 200 m 目前 整个研制工作面临的主要困难是需要耗用数百伏功率的电场激 发其色彩变换 研究人员正努力进行这方面的研究 期望取得 突破性进展 5 新型环保油墨 日本大阪印刷油墨公司最近推出了新型环保油墨 为单张 纸胶印油墨 符合日本环境协会去年末修订的绿色标志认定标 准 具有如下特点 1 符合新修改的绿色标志 平版油墨 v 2 标准 2 赢得美国大豆协会认可 3 符合日