淺談在絲網印刷中實現低碳印刷

文|林其水

淺談在絲網印刷中實現低碳印刷

文|林其水

在人類發展進程中，世界文明先后經歷了農業文明、工業文明和信息化三次浪潮，每次浪潮都有不同的顯著內涵和特點。例如，農業文明的浪潮實現人類農耕文明的興起，帶動農業的輝煌發展；工業文明的浪潮使農業文明向工業文明轉變，帶來工業化的飛速發展；信息化的浪潮引領著信息化改革，使全球進入知識經濟時代。

繼工業化、信息化浪潮之后，目前世界將迎來第四次浪潮，這就是全球低碳化的浪潮，它正以迅猛之勢，覆蓋全球的各行各業，可以預計，低碳化的浪潮將促使人們走出一條生態文明的道路，將有效地解決當前困擾人類的氣候和環境的問題。

當人類從原始文明走向農業文明和工業文明之后，隨著全球人口和經濟規模的不斷增長，除了可再生能源外，地球上的能源儲量終究是有限的。同時，能源使用帶來的環境問題及其誘因不斷地為人們所認識，除了煙霧、光化學煙霧和酸雨等的危害外，阿倫尼烏斯1896年預測的大氣中二氧化碳濃度升高將帶來的全球氣候變化，也已被確認為不爭的事實。在此背景下，“碳足跡”、“低碳經濟”、“低碳技術”、“低碳發展”、“低碳生活方式”、“低碳社會”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列概念、政策應運而生。而能源與經濟以至價值觀實行大變革的結果，可能將為逐步邁向生態文明走出一條路，即改變20世紀的傳統增長模式，直接應用新世紀的創新技術，通過低碳經濟模式與低碳生活方式，實現可持續發展，這也預示著一個全新的低碳時代的來臨。走向低碳化時代是大勢所趨，一直以來，人類對碳基能源的依賴，導致CO2排放過度，帶來溫室效應，對全球環境、經濟，乃至人類社會都產生巨大影響，嚴重危及人類生存，這比經濟危機更為可怕。解決世界氣候和環境問題，低碳化是一條根本途徑，也是人類發展的必由之路。

低碳化包含著工業、農業、服務、消費等與人們生產、生活關系的諸多方面，而低碳印刷就是印刷業今后發展的大勢所趨。絲網印刷也和其他印刷一樣，也會產生的一些污染物。這些環境污染物大體上可分為化學、物理和生物三大類。其中化學性污染物和物理性污染物是主要污染物?；瘜W性污染以無機物為主，如:汞、鉻、鉛、氯化物等；有機物包括有機氯、酚等；物理性污染物主要有噪聲、振動、熱源等。由于這些污染物的形態不同，又可分為空氣污染物、水污染物和固體污染物。污染物的產生不僅對操作人員帶來身心健康和影響，而且還會隨著空氣和水的流動而污染大氣和水源。此外，使用不符合低碳要求的油墨印刷品(尤其是食品、藥品等包裝印刷)還會對使用者帶來危害，因此，在當前和今后的絲網印刷中，低碳印刷問題應是一個非常重要的問題。

一、絲網印刷中主要污染物

在印刷環境污染物中，目前主要有以下3種:

空氣污染物：包括氣溶膠（煙、粉塵、霧）、有害氣體（硫氧化物、碳氫化合物、二氧化碳、氯化氫等）。

水污染物：包括無機懸浮物（爐渣、鐵屑）、有毒污染物（汞、鉛、鉻、酚、氯等化學廢液）、酸堿污染物（酸和堿）、油（油類、脂類等）。另外，熱水、高溫廢氣等熱源也會對水和大氣造成污染。

固體污染物：固體污染物包括紙、塑料、玻璃、金屬、陶瓷、木屑等固體廢物。噪聲與振動也屬于環境污染源。對絲網印刷來說，其產生的污染物主要是由感光材料、油墨（溶劑和顏料）等造成。

1．制版感光材料造成的污染

絲網印刷制版中常用的重鉻酸類感光材料，由于在制版過程中排出的廢液中含有大量的6價鉻離子，其毒性大，如果人體接觸到含有6價鉻離子的溶液就會產生皮炎等疾病，而廢液排出后對環境造成污染，嚴重影響動植物的正常生長。因此，使用無毒性的重氮鹽及重氮樹脂系乳劑型感光膠以根治鉻離子的污染，將是未來制版的主要方向。

2．印刷油墨中的溶劑產生的污染

在印刷業，油墨對環境的影響是非常大的，油墨是目前印刷工業最大的污染源。世界油墨年產量已達300萬噸。每年由油墨引起的全球有機揮發物（VOC）污染排放量已達幾十萬噸。這些有機揮發物，可以形成比二氧化碳更為嚴重的溫室效應，而且在太陽光的照射下會形成氧化物和光化學煙霧，嚴重污染大氣環境，影響人們的身體健康和環境質量。此外，在食品、玩具等包裝印刷時，普通油墨組分中重金屬等對人體有害的成分還會直接危害食用者的身體健康。

（1）對人體健康的影響。

印刷油墨是由顏料、連結劑、溶劑、輔助劑組成的。其中有機溶劑和重金屬元素對人體損害嚴重。絲網印刷油墨中的某些溶劑，揮發或排放到空氣中會污染環境，影響動、植物的生長，特別是揮發性油墨對空氣污染非常嚴重。另外，油墨中的一些溶劑及助劑燃點比較低，在空氣中聚集并達到一定濃度時，遇火就會發生火災等等。油墨中的顏料有兩種，即無機顏料和有機顏料，其性質不溶于水和其它介質，并具有鮮明的色澤和穩定性。有些無機顏料中，含有鉛、鉻、銅、汞等重金屬元素，均具有一定毒性，不能用于印刷食品包裝和兒童玩具，有機顏料中有的含有合聯苯膠，其中含有致癌成分，應嚴禁使用。有機溶劑可溶解許多天然樹脂和合成樹脂，是各種油墨的重要組成部分。有機溶劑會損害人體及皮下脂肪。長期接觸某些溶劑會使皮膚干裂、粗糙；如果滲入皮膚或滲入血管，則會隨血液危及人的血球及造血機能；溶劑氣體被吸進氣管、支氣管、肺部或經血管、淋巴管傳到其它器官，甚至可能引起肌體慢性中毒。

油墨中的重金屬離子的毒性問題，顏料和染料中都含有某些致癌成分，對人體健康有很大的害處。復合包裝材料在印刷中要使用大量的油墨、有機溶劑和粘合劑等，這些輔料雖不和食品有直接接觸，但在食品包裝和貯存過程中，某些有毒物質會遷移到食品中，危害人們的健康。印刷油墨中常使用乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有機溶劑。這些有機溶劑雖然通過干燥可以除去絕大部分，但是殘留的溶劑遷移到食品中對人體造成危害。在凹印油墨中使用的溶劑一般有丁酮、二甲苯、甲苯、丁醇等高沸點有臭味、有毒性的溶劑。特別是丁酮，殘留的氣味很濃。由于油墨中的顏料顆粒很細小，吸附能力很強，雖然在印刷時已經加熱干燥，但由于時間短、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，會慢慢地遷移滲透出來。因此必須將溶劑殘留控制到最低限度。

（2）對環境質量的影響。

油墨中溶劑揮發造成的大氣污染等問題，這以油墨中含有的揮發性有機物（VOC）為主，由于凹印油墨中使用了較多的VOC作為溶劑，因此污染最為嚴重。但網印和其他印刷也同樣存在著這個問題，長期處于高濃度的VOC中，將會對人體，特別是神經系統造成極大的損害；VOC還會與空氣中的氮氧化物發生光化學反應，產生臭氧及煙霧，從而造成大氣污染。

為減少VOC，有回收和燃燒排放溶劑兩種解決方法。除此之外，排放清洗水性油墨的水會造成水質污染，排放膠印潤版液也會造成水質污染。印刷品以及油墨容器等產業廢棄物的處理也是一件十分棘手的問題。在絲網印刷油墨中，顏料也是產生污染的重要因素。絲網油墨中常用一些金屬材料，如銅、水銀等，他們的離子或蒸氣可形成污染物。另外印染用的鹽基性染料中的槐黃和甲基紫都是致癌物質。使用含有毒性顏料印刷的陶瓷容器、玻璃制品、食品包裝、兒童玩具等都會對人體造成一定的危害。對顏料廢液可采用凈化處理方法進行處理，使用有些微毒性顏料時，必須嚴格按照國家有關使用安全標準執行。

加強使用管理，減少污染。作為印刷中常用的油墨，如今雖然其技術不斷向高科技化發展，但隨著環境保護呼聲的日益高漲，作為綠色印刷的主要組成部分，對油墨的環保要求也日益重視。可以說，環保油墨是今后油墨發展必須首先考慮的問題。

二、實現絲網低碳印刷的思路

1.使用環保油墨

大家知道，普通油墨中有機溶劑和重金屬元素是造成環境污染和損害人體健康的重要因素。普通油墨是目前印刷工業中影響環境的最大污染源。據統計，全世界油墨年產量已超過300萬噸。每年由油墨引起的全球有機揮發物（VOC）污染排放量已達幾十萬噸。這些有機揮發物，可以形成比二氧化碳更為嚴重的溫室效應，而且在太陽光的照射下會形成氧化物和光化學煙霧，嚴重污染大氣環境，影響人們的身體健康和環境質量。在油墨使用中，人們長期處于高濃度的VOC中，將會對人體，特別是神經系統造成極大的損害；VOC還會與空氣中的氮氧化物發生光化學反應，產生臭氧及煙霧，從而造成大氣污染。

因此，為減少油墨中溶劑造成的環境污染，除了采取一些措施對廢氣、廢水進行處理以及改善印刷環境外，最好的方法是使用環保油墨，這是絲網及其他印刷的必由之路。要使油墨適合環保要求，主要應該改變油墨的組成，即要采用環保型材料來配制新型的油墨?？蒲腥藛T也主要著力于開發研制這些材料，目前，符合環保的油墨主要有水性油墨、UV油墨、水性UV油墨和一些醇溶性油墨。

（1）植物油墨

植物油墨(如大豆油墨)，它是使用大豆或菜籽油、葵花籽等油脂作為連接料，其主要特點是由純天然大豆色漿、使用天然大豆油脂作連結劑，再配上水和一些助劑等為原料制備而成。

經過多年對多種植物油配方的研發試驗表明，大豆油墨無毒無污染，而且烹調用的大豆等植物油產量豐富，價格便宜，安全可靠，印刷效果良好并且符合印刷油墨的各項標準，尤其環保性能優越。植物油墨的優點不僅可降低揮發性有機化合物毒性的釋放量，大大降低了普通石油基油墨中所含有的大量對人體有害的揮發性有機化合物成分，使用時基本上不排放VOC，不會污染環境，而且植物油墨的耐摩擦性較好，因此可使報紙等印刷品的墨色牢固，讀者不受手沾黑的困擾，同時又沒有不良刺激異味，因此受到讀者的普遍肯定和歡迎。

據美國報紙協會報道，通常報紙讀者比報紙封面更關心其手沾黑（即傳統石油系油墨印刷的耐擦性不良，而容易沾黑讀者的手）。另外，植物油墨的沸點比石油揮發成分高得多，在需要加熱印刷(如激光打印、復印等)時，不會因為揮發而粘在紙上，這也是植物油墨顯著優于普通油墨的優良特點。

還有，使用植物油墨的印刷品對于回收廢紙的脫油墨，它比普通油墨更容易脫墨，而且紙纖維損傷少。同時脫油墨后的廢油墨殘渣比石油系的油墨容易分解（因為大豆油系生物可分解，而石油系生物不可分解的物質），以利排水處理作業，而可掌控排放水質量。通常廢油墨的廢棄，成為印刷廠及油墨制造廠的關心困擾問題點，蓋因其廢料成為工業廢棄物引起公害污染所致，因此必須妥為處理。然而大豆油墨可以回填在新油墨混合使用，做為減廢措施，亦利于環保。通常報紙用紙張80%以上系采用再生紙。 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，可稱為環保印刷品。

現在歐美地區一些采用大豆油墨的印刷品面市時，都要特為標上醒目的標記——“采用環保油墨印刷”，借此來擴大環保產品的社會影響力。還有，由于大豆油墨可展現更為濃厚而且亮麗的顏色效果，油墨的流動性和著色性極好，透明度高，色彩鮮艷，顏色深厚，豐富而亮麗，不易掉色等，可極大地提高了印刷質量。并且植物油墨印刷時用墨量少，成本降低，可增加單位印刷量，利于降低成本。植物油墨是目前比較符合低碳印刷要求的油墨之一。大豆油墨適用范圍廣泛，可適用于軟包裝、盒、袋子、衛生用品包裝、快餐飯盒、購物袋、紙杯、煙盒；各種商標、報紙、雜志、不干膠標簽、飲料、酒、藥品和各種化妝品的印刷。

日本大阪印刷油墨公司最近推出了新型環保油墨“Opis100”，就是一種贏得美國大豆協會認可的大豆油墨，它是以大豆油為主體的100%植物油油墨，VOC的含量不到1%，完全符合日本環境協會去年年末修訂的綠色標志認定標準、日本印刷工業聯合會的環保標準和新修改的綠色標志“平版油墨V-2”標準；此外，這種油墨還具有在機上的穩定性和轉移性都比較好，耐摩擦性、光澤和發色良好，潤版液適性優良，易于生物分解和脫墨，與UV-OP清漆的融合性優良，光澤更佳，對于雙面8色機亦具備優良的印刷適性等特點。單張紙油墨含有樹脂份較多，而植物油至少為20%。該油墨為單張紙膠印油墨，符合日本環境協會去年年末修訂的綠色標志認定標準，它具有如下特點：

①符合新修改的綠色標志“平版油墨V-2”標準；

②是贏得美國大豆協會認可的大豆油油墨；

③符合日本印刷工業聯合會的環保標準；

④符合GPN的訂貨指南；

⑤是以大豆油為主體的100%植物油油墨；

⑥VOC的含量不到1%；

⑦在機上的穩定性和轉移性好；

⑧耐摩擦性、光澤和發色良好；

⑨潤版液適性優良；

⑩易于生物分解和脫墨；

11 與UV-OP清漆的融合性優良，光澤更加好；

12 對于雙面8色機亦具備優良的印刷適性。

（2）生物油墨

美國科學家早就致力于一種名為菌視紫質的蛋白分子的研究。天然物料往往可以演示出諸如半導體之類制成物料所不能輕易獲得的復雜功能。菌視紫質是在一種生長在鹽堿沼澤中被稱為“鹽制品嗜鹽桿菌”體上的強度紫色細胞膜中被發現的。照亮其蛋白質，就能引發一個光化學反應圈。其原理是：該光化學反應圈沿著環繞細胞膜的通道運送質子。此細胞膜的紫色源自被稱為“視網膜”的菌視紫質成分。

（未完待續）

（接下期）