傳統膠印也來應戰VOCs

黃偉

近來，限制VOCs（揮發性有機化合物）排放的措施頻出，印刷行業的環保形勢日益嚴峻。盡管與石油石化等行業相比，甚至是與凹印工藝相比，傳統膠印生產帶來的VOCs排放量很少，但隨著印刷行業綠色環保工作的精細化和全面化，以及出于對印刷操作工人身體健康的考慮，一些行業人士已經關注到了傳統膠印領域的VOCs減排工作，開始積極應戰VOCs。

下面，筆者將從膠印過程VOCs來源識別和目前可行的VOCs減排措施兩方面出發，對我公司多年來在傳統膠印VOCs減排方面的一些經驗進行總結，文中所述的VOCs減排效果多是根據我公司實際使用情況進行的測算，供業界參考。

膠印過程VOCs來源識別

要想做好VOCs減排工作，首要問題是要弄清產生VOCs的源頭。下面我們一起來探討膠印生產過程中的VOCs來源。

1.印前制版所用的化學物品

傳統的利用分色膠片曬制PS版，需要經過顯影和水洗兩個步驟，還需在印版上涂布保護膠。這些過程都會產生大量對人體和環境有害的化學物質及廢棄溶液，同時也會產生大量VOCs。

2.油墨

印刷油墨由顏料、連結料、溶劑、助劑組成。膠印油墨中使用了異丙醇（IPA）等醇類溶劑，在使用過程中，這些溶劑大部分會揮發到空氣中，給作業環境及生態環境帶來危害。

3.潤版液

潤版液可保證印版空白部分形成親水層，潤版液的主要成分通常為異丙醇和磷酸。異丙醇可降低水的表面張力，避免油墨與潤版液發生乳化作用，但其也是一種光化學氧化劑，受陽光照射會形成臭氧，刺激人的眼睛和呼吸系統，危害人體健康及影響植物生長。潤版液中異丙醇含量越高，帶來的VOCs排放越多。

4.洗車水

印刷機部件必須要經常清洗，常用的清洗溶劑包括正庚烷、汽油、煤油、乙二醇醚、醇類、甲苯、乙烷和特別配制的混合劑。當印刷工人用抹布蘸取洗車水對印刷機部件進行擦拭時，洗車水中的清洗溶劑會揮發到空氣中，隨廠房的通風系統逸散至大氣中，這就是洗車水帶來的VOCs排放。值得一提的是，傳統使用的正庚烷、汽油、煤油等溶劑雖然清潔效果理想，但對印刷機墨輥及橡皮布卻有一定的腐蝕作用。

5.膠黏劑

廣義上的膠黏劑也包括了覆膜膠，但本文所說的膠黏劑主要是指用于書刊印后膠訂工序中所用的材料，不包括覆膜膠。

6.覆膜膠

覆膜是將塑料薄膜涂上黏合材料，經加熱、加壓與紙質印刷品粘合在一起形成紙塑合一的加工技術。目前，許多書刊印刷業與包裝印刷業的覆膜工藝使用的都是溶劑型覆膜膠。由于溶劑型覆膜膠需與苯類、醇類等化學稀釋劑調配使用，在生產與使用過程中或者廢棄處置后均會揮發出有毒的VOCs，對人體健康及環境造成的傷害較大。

7.光油

上光屬于印刷品表面整飾加工工藝，可增加印品表面光澤度，使其具有防潮、防熱、耐曬的效果。業界一般使用溶劑型光油，溶劑型光油的稀釋劑主要為甲苯，其形成的VOCs進入人體后會導致呼吸系統和血液循環系統發生病變。

目前可行的VOCs減排措施

界定了膠印過程的VOCs源頭，接下來，我們再來探討相應的減排措施。印刷企業控制VOCs的做法一般有3種：一是采用環保物料進行源頭控制；二是采用各種空氣凈化設備進行過程控制；三是印刷成品檢測及產品控制。筆者認為，要判斷某項環保措施是否具有應用價值，原則是要兼顧技術可行性與經濟合理性。下面，筆者將針對前面提到的膠印過程VOCs來源，結合目前工作中所接觸與了解到的信息，從物料減排和技術減排兩方面提出可行的減排措施。

針對印前制版所用的化學物品的VOCs

物料減排

？引進新型免處理/免沖洗CTP版材進行試用評估。與普通CTP版材相比，免處理/免沖洗CTP版材免去了顯影沖洗環節，幾乎不產生化學廢液及VOCs。但目前該版材的耐印力較普通版材尚低，需持續關注，待技術成熟后引入。

環保成效：減少制版廢液及相關的VOCs排放，省去購置顯影液與顯影設備的成本。

技術減排

？使用CTP制版替代膠片制版，可大大減少有毒有害化學廢液及VOCs的排放。據統計，在PS制版過程中每制作2m2的PS版就會產生1L的廢顯影液、定影液和1L的廢水，而CTP制版因省去了顯影定影過程，大大減少了廢液的排放量，每制作2m2的CTP版僅產生0.2L廢液。

環保成效：CTP可以提高印前生產效率，減少化學物品的使用并減少80%的VOCs排放；可以減少能源消耗，節省印前和印刷準備時間，節省人力。

？將CTP制版機所產生的化學廢液全部進行密封包裝送到有資質的供應商處進行回收，以減少對環境的危害及運輸途中的VOCs排放。

環保成效：妥善處理廢物，減少化學廢液對環境的危害。妥善包裝，減少廢液在運輸途中產生VOCs。

？采用留版機回用印版。采用留版機將使用過的印版清洗干凈，然后涂上保護膠膜儲存，待需要時再用。

環保成效：無需在補印和加印時重新制版，減少版材使用量，減少制版化學物品耗用及相關的VOCs排放。

？顯影液過濾循環系統。該系統通過超濾膜對顯影液進行凈化、分離與濃縮處理，實現循環再用。延長顯影液使用壽命，長時間保持顯影液質量穩定。

環保成效：高效固液分離，達到顯影廢液零排放，極大地減少顯影液消耗量及相關的VOCs排放，降低制版成本。同時又能保持水質穩定，提高顯影質量。

針對油墨的VOCs

物料減排

？水性油墨。使用水性溶劑取代有機溶劑，可明顯減少油墨的VOCs排放量。水性油墨使用簡單，附著力好，色彩鮮艷，特別適用于食品包裝。

環保成效：用水與乙醇取代有機溶劑，可降低VOCs的排放量，降低對人體的毒害以及對環境的污染。

？植物油基油墨。采用植物油替代傳統油墨中的一部分礦物油，可減少石油資源的消耗。大豆油墨是目前應用最廣泛的植物油基油墨。與傳統油墨相比，其具有色澤鮮艷、濃度高、光澤好、較好的水適應性和穩定性、耐摩擦、耐干燥等性能。純植物油基油墨是油墨領域未來的發展方向，預計其VOCs排放量在1%以下，值得業界關注。

環保成效：植物油基油墨中植物油的含量≥20%，部分礦物油被豆油所取代，VOCs排放量有所減少，對環境的污染也減輕了。

？UV油墨。其是通過紫外光照射進行固化的油墨。但需注意，在UV油墨配方中仍含有7%左右的傳統溶劑，依然存在VOCs排放。UV油墨未來的發展方向在于，結合UV溶劑的快速固化優勢與水性油墨的無VOCs優勢，大力開發UV水性油墨。

環保成效：UV油墨通過紫外線固化，VOCs排放比普通油墨要低。

技術減排

？使用省墨軟件。目前市面上有不少省墨軟件，其一般是通過灰成分替代或底色去除技術，用黑墨代替彩色油墨，并且對黑色分色做最佳化，同時保持與原來色彩的一致性。

環保成效：此類軟件能將油墨用量減少20%以上，因而能夠減少油墨的VOCs排放。同時可減少油墨干燥時間、印刷準備時間，降低對紙張定量的要求。

？屏幕軟打樣。在顯示器上仿真顯示印刷輸出效果，可使顯示器的顯示效果與印刷品一致，實現“所見即所得”。屏幕軟打樣分為本地打樣和遠程打樣兩種。軟打樣可以大大縮短印刷周期，減少重復勞動，提高效益。

環保成效：可以減少打樣紙張和油墨的用量，減少油墨的VOCs排放，縮短生產周期。

？中央供墨系統。傳統人工加墨既費力氣又容易產生墨皮，墨桶內殘留物多，廢棄墨桶無法處理。利用中央供墨系統可把油墨進行集中處理，具有生產效率高、節省油墨、降低勞動強度、投資少、回報快、綠色環保等優點。

環保成效：可減少手工加墨造成的浪費，可減少70%～80%的油墨損失，減少15%～30%的VOCs排放。

？為熱固型輪轉印刷機的烘干爐加裝二次燃燒系統。將烘干爐的廢煙氣集中起來進行二次燃燒，可將VOCs氣體徹底燃燒分解成無害氣體，最后排放出去。并將二次燃燒產生的廢熱進行收集，可為員工宿舍提供熱水及為廠房提供空調制冷能量。

環保成效：輪轉中心烘干爐VOCs排放經過二次燃燒，將VOCs分解為無害氣體，并為廠區供熱供冷，既可減少VOCs排放，又可節約能源。

針對潤版液的VOCs

物料減排

？轉用免酒精/減酒精潤版液。以往傳統潤版液普遍含10%的酒精（異丙醇），轉用免酒精/減酒精潤版液可使異丙醇的添加量從10%下降至3%，甚至是無添加，可極大地減少潤版液的VOCs排放。

環保成效：可降低VOCs排放，亦可降低工廠空氣的VOCs濃度，保障工人健康，傳統潤版液中異丙醇含量大于10%，免酒精/減酒精潤版液可降低70%的VOCs排放量。

技術減排

？為印刷機加裝“潤版液過濾系統”，延長潤版液使用壽命，從總體上減少潤版液的用量。

環保成效：根據某些公司的使用經驗，加裝“潤版液過濾系統”后，每臺印刷機每年可節省潤版液800L，比未加裝時節省56%的潤版液，減少超過90%的VOCs排放。此外還可維持理想的水墨平衡，減少油墨的過度乳化，油墨使用量也可減少10%，因而也可減少油墨相關的VOCs排放。

？無水印刷技術。無水印刷不需要潤版液，免除了水墨平衡的控制，印刷質量好于有水膠印，具有良好的應用前景。

環保成效：印刷質量好于傳統膠印，不產生廢液，不用潤版液，也減少廢液處理費用，降低VOCs排放，降低車間空氣中的VOCs濃度，保障印刷工人的健康。

針對洗車水的VOCs

物料減排

？轉用環保洗車水。環保洗車水具有沸點高、揮發性低的特點且對橡皮布無腐蝕作用，可減少洗車時的VOCs排放，降低因使用汽油、煤油等溶劑而存在的火災風險。

環保成效：高沸點洗車水的VOCs含量比汽油的VOCs含量減少了40%，可保障工人健康。

技術減排

？為印刷機加裝自動橡皮布清洗系統。該系統不僅可以減少停機清洗橡皮布的時間，而且可以避免清洗過程產生的廢液，減少VOCs排放。

環保成效：既節省了人力，又節省了5%的洗車水的使用，同時能節省60%的橡皮布清洗時間，還可避免使用汽油清洗滾筒所產生的VOCs排放，整體降低了20%～30%的VOCs排放，保障了工人的健康。節省停機清洗滾筒的時間，提高生產力。

？高壓水沖洗。利用高壓水的沖擊力替代洗車水來清洗油墨污漬和積塵。

環保成效：減少了洗車水的用量以及清洗過程中的VOCs排放，清洗后的污水經過濾后可循環使用。

針對膠黏劑的VOCs

物料減排

？環保型膠黏劑。采用PUR熱熔膠取代EVA熱熔膠。PUR熱熔膠不存在環境污染及中毒問題；可操作性好，短時間內可固定待粘合物料；耐熱、耐寒、耐水汽、耐化學品、耐溶劑。

環保成效：PUR熱熔膠不僅自身無任何揮發成分，VOCs排放可以減少至零而且膠體用量比EVA熱熔膠節省30%。

？使用水溶性白膠漿。采用水溶性白膠漿替代溶劑型膠黏劑。溶劑型膠黏劑可導致皮膚、呼吸道受刺激或敏感，甚至導致職業性哮喘。

環保成效：減少VOCs排放，保障員工身體健康。

針對覆膜膠的VOCs

物料減排

？使用水性膠水覆膜。采用水性溶劑取代有機溶劑，消除覆膜過程中有機溶劑對人體的毒害并減少VOCs排放。

環保成效：減少VOCs排放，保障員工身體健康。

？采用預涂覆膜。預涂覆膜是預先在薄膜表面鋪上熱熔膠水，在生產時進行加熱，令膠水融化，隨后進行覆膜。

環保成效：完全免除使用稀釋劑，大大減少VOCs排放；減少加工工序，提高約30%的生產效率。

技術減排

？覆膜機廢氣處理系統。將覆膜機膠水槽及上膠部分隔離，將其中的廢氣抽出導入活性碳吸附槽內，去除廢氣中的VOCs。

環保成效：通過活性碳吸附可去除90%以上的VOCs，保障工人健康。

針對光油的VOCs

物料減排

？水性光油。水性光油用水作為溶劑，可極大減少有毒有害VOCs的排放，但目前的不足之處是干燥速度較慢。

環保成效：使用水替代有毒有害溶劑，降低VOCs排放，減少對人體及環境的危害。

？水性UV光油。普通UV光油雖然不含溶劑，但有時需加入稀釋劑調整濃度，這些稀釋劑也會釋放VOCs，而水性UV光油，不再添加化學溶劑，只用水作為稀釋劑，可減少化學物品的使用。但目前水性UV光油耐磨性較普通UV光油弱，尚待改進。

環保成效：水性UV光油的使用，可以極大減少VOCs排放。

技術減排

？UV上光機廢氣處理系統。與溶劑型光油相比，UV光油工作時排放的VOCs已得到極大減少。但在生產中，UV光油中用來調節黏稠度的稀釋劑仍會產生較多的VOCs，通過增加廢氣處理系統，將廢氣導入裝有活性碳纖維布的吸附槽內，去除廢氣中的VOCs。

環保成效：UV上光機廢氣處理系統中，活性碳纖維布的VOCs去除率可達90%以上，可降低VOCs排放，保障員工健康。

隨著科技的不斷發展，新材料與新技術還將不斷涌現，其也必將向著更加環保和可持續的方向發展。上文列出的材料與技術，僅是筆者目前工作中所接觸到的，作拋磚引玉之用。

正確的觀念永遠比先進的技術更重要。面對環境壓力，最迫切、最重要的是我們要具有強烈的環保意識和體恤員工的意識，時刻關心員工健康，保護自然環境，從而實現印刷的可持續發展。