印刷油墨由顏料、連結(jié)料、溶劑和輔助劑組成。其中,連結(jié)料中的有機(jī)溶劑對(duì)人體損害尤為嚴(yán)重。有機(jī)溶劑可溶解許多天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂,是各種油墨的重要成分,但部分卻會(huì)損害人體及皮下脂肪,長(zhǎng)期接觸會(huì)令皮膚干裂、粗糙,如果滲入皮膚或血管,會(huì)隨血液危及人的血球及造血機(jī)能。這些溶劑,雖然通過(guò)干燥可除去絕大部分,但是殘留的溶劑卻會(huì)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(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷產(chǎn)品,那么溶劑性油墨中的某些有毒有害物質(zhì)會(huì)在印刷品中殘留,這對(duì)環(huán)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(jī)溶劑的含量高達(dá)40%~60%,其干燥形式是揮發(fā)干燥,所以溶劑中的VOC(VolatileOrganicCompound揮發(fā)性有機(jī)化合物)的含量較多。大量有機(jī)溶劑的揮發(fā),會(huì)造成了大氣污染等問(wèn)題,而且被吸進(jìn)氣管、支氣管、肺部或經(jīng)血管、淋巴管傳到其他器官,甚至可能會(huì)引起人體的慢性中毒。目前,國(guó)內(nèi)外都在嚴(yán)格地控制涂料、油墨等一系列商品的VOC含量,以降低對(duì)人體和環(huán)境的傷害。
鑒于傳統(tǒng)溶劑型油墨對(duì)人類(lèi)的種種危害,研究人員正在努力從根本上改善油墨對(duì)環(huán)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(huán)保型材料來(lái)配制新型的環(huán)保型油墨,以降低VOC的排放量,提高能量使用效率,各國(guó)科研人員正加緊這方面的開(kāi)發(fā)研制。目前,國(guó)內(nèi)使用最為廣泛的環(huán)保油墨主要有三大類(lèi),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(shù)脂為連接料,高級(jí)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(jīng)精細(xì)研磨調(diào)配而成的一類(lèi)液體印刷油墨。
它與傳統(tǒng)溶劑型油墨的最大區(qū)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(duì)環(huán)境污染小。目前,在美國(guó)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(fā)達(dá)國(guó)家在包裝印刷中使用水性油墨的也越來(lái)越多。近年來(lái),我國(guó)對(duì)食品的包裝做出了一些規(guī)定,“綠色”印刷的地位在我國(guó)正得到不斷的提高,水性油墨在我國(guó)也得到了迅速的發(fā)展。目前,我國(guó)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(kāi)發(fā)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(yīng)用。
環(huán)保型水性油墨目前在我國(guó)最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是柔性版印刷、凹版印刷和絲網(wǎng)印刷。由于其溶劑中的VOC含量較低,不僅對(duì)大氣環(huán)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(yīng)用水性油墨的產(chǎn)品大多數(shù)都是包裝產(chǎn)品,其中食品包裝、煙酒包裝、兒童玩具包裝等占有相當(dāng)大的比例。
雖然水性油墨已廣泛應(yīng)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(wèn)題,許多包裝廠(chǎng)家都不愿采用;而且在水墨的印刷中還存在著一些問(wèn)題,例如水墨很容易干結(jié)在網(wǎng)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(jìn)一步去開(kāi)發(fā)研究,以使水性油墨得到更加迅猛的發(fā)展。
2、紫外光固化油墨
紫外線(xiàn)光固油墨是近幾年來(lái)迅速發(fā)展的一種節(jié)省能源的環(huán)保型印刷油墨,也叫UV油墨。這種油墨是利用紫外線(xiàn)照射,引起油墨連結(jié)料的聚合反應(yīng)進(jìn)行干燥的。它不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑,無(wú)溶劑公害。印刷界為了消除溶劑性油墨VOC的排放,達(dá)到空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求,逐漸采用UV油墨技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的印刷,所以UV油墨能夠迅速地在市場(chǎng)中占領(lǐng)一席之地。
UV油墨也是由色料、連結(jié)料和輔助材料構(gòu)成的。但其連結(jié)料的組成成分與傳統(tǒng)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(lái)看,經(jīng)紫外線(xiàn)照射產(chǎn)生基團(tuán)反應(yīng)瞬間固化的UV油墨,與靠溶劑滲透入紙中經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)的氧化聚合反應(yīng)而干燥的傳統(tǒng)溶劑型油墨和靠溶劑和水的蒸發(fā)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(jié)料主要成份是光引發(fā)劑、預(yù)聚物和活性單體。UV油墨的固化機(jī)理是,油墨中的光引發(fā)劑受紫外光直接作用,引發(fā)劑分子發(fā)生化學(xué)重排,形成自由基,該自由基進(jìn)而引發(fā)預(yù)聚物和活性單體中的官能團(tuán)形成鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng),形成線(xiàn)性聚合物,使光化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物在高分子鏈之間發(fā)生光交聯(lián)反應(yīng),使液態(tài)組分轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀固態(tài)的高分子聚合物,最終形成堅(jiān)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(shù),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(wǎng)點(diǎn)清晰,墨色鮮艷光亮,耐化學(xué)性能優(yōu)異,省用量等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)資料統(tǒng)計(jì),UV油墨的年產(chǎn)量日本約1.6萬(wàn)噸,歐洲約1.8萬(wàn)噸,北美約1.9萬(wàn)噸。在我國(guó)也廣泛應(yīng)用到膠印、柔印、凹印、網(wǎng)印和噴墨印刷中。
水性UV油墨是目前UV油墨領(lǐng)域研究的新方向。普通UV墨中的預(yù)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(lèi)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(yù)聚物和低毒性活性稀釋劑的同時(shí),另一個(gè)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,這樣可以在VOC排放仍很低的情況下實(shí)現(xiàn)更低的毒性。目前水性UV墨已研制成功,并在一些印刷工業(yè)中獲得應(yīng)用。
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