文|林其水

淺談在絲網(wǎng)印刷中實(shí)現(xiàn)低碳印刷

文|林其水

在人類發(fā)展進(jìn)程中，世界文明先后經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明和信息化三次浪潮，每次浪潮都有不同的顯著內(nèi)涵和特點(diǎn)。例如，農(nóng)業(yè)文明的浪潮實(shí)現(xiàn)人類農(nóng)耕文明的興起，帶動(dòng)農(nóng)業(yè)的輝煌發(fā)展；工業(yè)文明的浪潮使農(nóng)業(yè)文明向工業(yè)文明轉(zhuǎn)變，帶來(lái)工業(yè)化的飛速發(fā)展；信息化的浪潮引領(lǐng)著信息化改革，使全球進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。

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

當(dāng)人類從原始文明走向農(nóng)業(yè)文明和工業(yè)文明之后，隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，除了可再生能源外，地球上的能源儲(chǔ)量終究是有限的。同時(shí)，能源使用帶來(lái)的環(huán)境問題及其誘因不斷地為人們所認(rèn)識(shí)，除了煙霧、光化學(xué)煙霧和酸雨等的危害外，阿倫尼烏斯1896年預(yù)測(cè)的大氣中二氧化碳濃度升高將帶來(lái)的全球氣候變化，也已被確認(rèn)為不爭(zhēng)的事實(shí)。在此背景下，“碳足跡”、“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳技術(shù)”、“低碳發(fā)展”、“低碳生活方式”、“低碳社會(huì)”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列概念、政策應(yīng)運(yùn)而生。而能源與經(jīng)濟(jì)以至價(jià)值觀實(shí)行大變革的結(jié)果，可能將為逐步邁向生態(tài)文明走出一條路，即改變20世紀(jì)的傳統(tǒng)增長(zhǎng)模式，直接應(yīng)用新世紀(jì)的創(chuàng)新技術(shù)，通過(guò)低碳經(jīng)濟(jì)模式與低碳生活方式，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這也預(yù)示著一個(gè)全新的低碳時(shí)代的來(lái)臨。走向低碳化時(shí)代是大勢(shì)所趨，一直以來(lái)，人類對(duì)碳基能源的依賴，導(dǎo)致CO2排放過(guò)度，帶來(lái)溫室效應(yīng)，對(duì)全球環(huán)境、經(jīng)濟(jì)，乃至人類社會(huì)都產(chǎn)生巨大影響，嚴(yán)重危及人類生存，這比經(jīng)濟(jì)危機(jī)更為可怕。解決世界氣候和環(huán)境問題，低碳化是一條根本途徑，也是人類發(fā)展的必由之路。

低碳化包含著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)、消費(fèi)等與人們生產(chǎn)、生活關(guān)系的諸多方面，而低碳印刷就是印刷業(yè)今后發(fā)展的大勢(shì)所趨。絲網(wǎng)印刷也和其他印刷一樣，也會(huì)產(chǎn)生的一些污染物。這些環(huán)境污染物大體上可分為化學(xué)、物理和生物三大類。其中化學(xué)性污染物和物理性污染物是主要污染物。化學(xué)性污染以無(wú)機(jī)物為主，如:汞、鉻、鉛、氯化物等；有機(jī)物包括有機(jī)氯、酚等；物理性污染物主要有噪聲、振動(dòng)、熱源等。由于這些污染物的形態(tài)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(chǎn)生不僅對(duì)操作人員帶來(lái)身心健康和影響，而且還會(huì)隨著空氣和水的流動(dòng)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(huì)對(duì)使用者帶來(lái)危害，因此，在當(dāng)前和今后的絲網(wǎng)印刷中，低碳印刷問題應(yīng)是一個(gè)非常重要的問題。

一、絲網(wǎng)印刷中主要污染物

在印刷環(huán)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?xì)浠衔?、二氧化碳、氯化氫等）?/p>

水污染物：包括無(wú)機(jī)懸浮物（爐渣、鐵屑）、有毒污染物（汞、鉛、鉻、酚、氯等化學(xué)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(huì)對(duì)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(dòng)也屬于環(huán)境污染源。對(duì)絲網(wǎng)印刷來(lái)說(shuō)，其產(chǎn)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(wǎng)印刷制版中常用的重鉻酸類感光材料，由于在制版過(guò)程中排出的廢液中含有大量的6價(jià)鉻離子，其毒性大，如果人體接觸到含有6價(jià)鉻離子的溶液就會(huì)產(chǎn)生皮炎等疾病，而廢液排出后對(duì)環(huán)境造成污染，嚴(yán)重影響動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)。因此，使用無(wú)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(lái)制版的主要方向。

2．印刷油墨中的溶劑產(chǎn)生的污染

在印刷業(yè)，油墨對(duì)環(huán)境的影響是非常大的，油墨是目前印刷工業(yè)最大的污染源。世界油墨年產(chǎn)量已達(dá)300萬(wàn)噸。每年由油墨引起的全球有機(jī)揮發(fā)物（VOC）污染排放量已達(dá)幾十萬(wàn)噸。這些有機(jī)揮發(fā)物，可以形成比二氧化碳更為嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，而且在太陽(yáng)光的照射下會(huì)形成氧化物和光化學(xué)煙霧，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，影響人們的身體健康和環(huán)境質(zhì)量。此外，在食品、玩具等包裝印刷時(shí)，普通油墨組分中重金屬等對(duì)人體有害的成分還會(huì)直接危害食用者的身體健康。

（1）對(duì)人體健康的影響。

印刷油墨是由顏料、連結(jié)劑、溶劑、輔助劑組成的。其中有機(jī)溶劑和重金屬元素對(duì)人體損害嚴(yán)重。絲網(wǎng)印刷油墨中的某些溶劑，揮發(fā)或排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境，影響動(dòng)、植物的生長(zhǎng)，特別是揮發(fā)性油墨對(duì)空氣污染非常嚴(yán)重。另外，油墨中的一些溶劑及助劑燃點(diǎn)比較低，在空氣中聚集并達(dá)到一定濃度時(shí)，遇火就會(huì)發(fā)生火災(zāi)等等。油墨中的顏料有兩種，即無(wú)機(jī)顏料和有機(jī)顏料，其性質(zhì)不溶于水和其它介質(zhì)，并具有鮮明的色澤和穩(wěn)定性。有些無(wú)機(jī)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(jī)顏料中有的含有合聯(lián)苯膠，其中含有致癌成分，應(yīng)嚴(yán)禁使用。有機(jī)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(jī)溶劑會(huì)損害人體及皮下脂肪。長(zhǎng)期接觸某些溶劑會(huì)使皮膚干裂、粗糙；如果滲入皮膚或滲入血管，則會(huì)隨血液危及人的血球及造血機(jī)能；溶劑氣體被吸進(jìn)氣管、支氣管、肺部或經(jīng)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(duì)人體健康有很大的害處。復(fù)合包裝材料在印刷中要使用大量的油墨、有機(jī)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(guò)程中，某些有毒物質(zhì)會(huì)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(jī)溶劑。這些有機(jī)溶劑雖然通過(guò)干燥可以除去絕大部分，但是殘留的溶劑遷移到食品中對(duì)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(diǎn)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(xì)小，吸附能力很強(qiáng)，雖然在印刷時(shí)已經(jīng)加熱干燥，但由于時(shí)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(fù)合工序中，經(jīng)復(fù)合后更難跑掉，會(huì)慢慢地遷移滲透出來(lái)。因此必須將溶劑殘留控制到最低限度。

（2）對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。

油墨中溶劑揮發(fā)造成的大氣污染等問題，這以油墨中含有的揮發(fā)性有機(jī)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(yán)重。但網(wǎng)印和其他印刷也同樣存在著這個(gè)問題，長(zhǎng)期處于高濃度的VOC中，將會(huì)對(duì)人體，特別是神經(jīng)系統(tǒng)造成極大的損害；VOC還會(huì)與空氣中的氮氧化物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)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(huì)造成水質(zhì)污染，排放膠印潤(rùn)版液也會(huì)造成水質(zhì)污染。印刷品以及油墨容器等產(chǎn)業(yè)廢棄物的處理也是一件十分棘手的問題。在絲網(wǎng)印刷油墨中，顏料也是產(chǎn)生污染的重要因素。絲網(wǎng)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(zhì)。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(huì)對(duì)人體造成一定的危害。對(duì)顏料廢液可采用凈化處理方法進(jìn)行處理，使用有些微毒性顏料時(shí)，必須嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)使用安全標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

加強(qiáng)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(shù)不斷向高科技化發(fā)展，但隨著環(huán)境保護(hù)呼聲的日益高漲，作為綠色印刷的主要組成部分，對(duì)油墨的環(huán)保要求也日益重視?？梢哉f(shuō)，環(huán)保油墨是今后油墨發(fā)展必須首先考慮的問題。

二、實(shí)現(xiàn)絲網(wǎng)低碳印刷的思路

1.使用環(huán)保油墨

大家知道，普通油墨中有機(jī)溶劑和重金屬元素是造成環(huán)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(yè)中影響環(huán)境的最大污染源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界油墨年產(chǎn)量已超過(guò)300萬(wàn)噸。每年由油墨引起的全球有機(jī)揮發(fā)物（VOC）污染排放量已達(dá)幾十萬(wàn)噸。這些有機(jī)揮發(fā)物，可以形成比二氧化碳更為嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，而且在太陽(yáng)光的照射下會(huì)形成氧化物和光化學(xué)煙霧，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，影響人們的身體健康和環(huán)境質(zhì)量。在油墨使用中，人們長(zhǎng)期處于高濃度的VOC中，將會(huì)對(duì)人體，特別是神經(jīng)系統(tǒng)造成極大的損害；VOC還會(huì)與空氣中的氮氧化物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)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(huán)境污染，除了采取一些措施對(duì)廢氣、廢水進(jìn)行處理以及改善印刷環(huán)境外，最好的方法是使用環(huán)保油墨，這是絲網(wǎng)及其他印刷的必由之路。要使油墨適合環(huán)保要求，主要應(yīng)該改變油墨的組成，即要采用環(huán)保型材料來(lái)配制新型的油墨?？蒲腥藛T也主要著力于開發(fā)研制這些材料，目前，符合環(huán)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(diǎn)是由純天然大豆色漿、使用天然大豆油脂作連結(jié)劑，再配上水和一些助劑等為原料制備而成。

經(jīng)過(guò)多年對(duì)多種植物油配方的研發(fā)試驗(yàn)表明，大豆油墨無(wú)毒無(wú)污染，而且烹調(diào)用的大豆等植物油產(chǎn)量豐富，價(jià)格便宜，安全可靠，印刷效果良好并且符合印刷油墨的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，尤其環(huán)保性能優(yōu)越。植物油墨的優(yōu)點(diǎn)不僅可降低揮發(fā)性有機(jī)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(duì)人體有害的揮發(fā)性有機(jī)化合物成分，使用時(shí)基本上不排放VOC，不會(huì)污染環(huán)境，而且植物油墨的耐摩擦性較好，因此可使報(bào)紙等印刷品的墨色牢固，讀者不受手沾黑的困擾，同時(shí)又沒有不良刺激異味，因此受到讀者的普遍肯定和歡迎。

據(jù)美國(guó)報(bào)紙協(xié)會(huì)報(bào)道，通常報(bào)紙讀者比報(bào)紙封面更關(guān)心其手沾黑（即傳統(tǒng)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(diǎn)比石油揮發(fā)成分高得多，在需要加熱印刷(如激光打印、復(fù)印等)時(shí)，不會(huì)因?yàn)閾]發(fā)而粘在紙上，這也是植物油墨顯著優(yōu)于普通油墨的優(yōu)良特點(diǎn)。

還有，使用植物油墨的印刷品對(duì)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(shí)脫油墨后的廢油墨殘?jiān)仁拖档挠湍菀追纸猓ㄒ驗(yàn)榇蠖褂拖瞪锟煞纸?，而石油系生物不可分解的物質(zhì)），以利排水處理作業(yè)，而可掌控排放水質(zhì)量。通常廢油墨的廢棄，成為印刷廠及油墨制造廠的關(guān)心困擾問題點(diǎn)，蓋因其廢料成為工業(yè)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(huán)保。通常報(bào)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(shí)，不會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的有毒有害物質(zhì)，可稱為環(huán)保印刷品。

現(xiàn)在歐美地區(qū)一些采用大豆油墨的印刷品面市時(shí)，都要特為標(biāo)上醒目的標(biāo)記——“采用環(huán)保油墨印刷”，借此來(lái)擴(kuò)大環(huán)保產(chǎn)品的社會(huì)影響力。還有，由于大豆油墨可展現(xiàn)更為濃厚而且亮麗的顏色效果，油墨的流動(dòng)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(zhì)量。并且植物油墨印刷時(shí)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(wèi)生用品包裝、快餐飯盒、購(gòu)物袋、紙杯、煙盒；各種商標(biāo)、報(bào)紙、雜志、不干膠標(biāo)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(huán)保油墨“Opis100”，就是一種贏得美國(guó)大豆協(xié)會(huì)認(rèn)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(huán)境協(xié)會(huì)去年年末修訂的綠色標(biāo)志認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)、日本印刷工業(yè)聯(lián)合會(huì)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和新修改的綠色標(biāo)志“平版油墨V-2”標(biāo)準(zhǔn)；此外，這種油墨還具有在機(jī)上的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)移性都比較好，耐摩擦性、光澤和發(fā)色良好，潤(rùn)版液適性優(yōu)良，易于生物分解和脫墨，與UV-OP清漆的融合性優(yōu)良，光澤更佳，對(duì)于雙面8色機(jī)亦具備優(yōu)良的印刷適性等特點(diǎn)。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(huán)境協(xié)會(huì)去年年末修訂的綠色標(biāo)志認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，它具有如下特點(diǎn)：

①符合新修改的綠色標(biāo)志“平版油墨V-2”標(biāo)準(zhǔn)；

②是贏得美國(guó)大豆協(xié)會(huì)認(rèn)可的大豆油油墨；

③符合日本印刷工業(yè)聯(lián)合會(huì)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；

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(jī)上的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)移性好；

⑧耐摩擦性、光澤和發(fā)色良好；

⑨潤(rùn)版液適性優(yōu)良；

⑩易于生物分解和脫墨；

11 與UV-OP清漆的融合性優(yōu)良，光澤更加好；

12 對(duì)于雙面8色機(jī)亦具備優(yōu)良的印刷適性。

（2）生物油墨

美國(guó)科學(xué)家早就致力于一種名為菌視紫質(zhì)的蛋白分子的研究。天然物料往往可以演示出諸如半導(dǎo)體之類制成物料所不能輕易獲得的復(fù)雜功能。菌視紫質(zhì)是在一種生長(zhǎng)在鹽堿沼澤中被稱為“鹽制品嗜鹽桿菌”體上的強(qiáng)度紫色細(xì)胞膜中被發(fā)現(xiàn)的。照亮其蛋白質(zhì)，就能引發(fā)一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)圈。其原理是：該光化學(xué)反應(yīng)圈沿著環(huán)繞細(xì)胞膜的通道運(yùn)送質(zhì)子。此細(xì)胞膜的紫色源自被稱為“視網(wǎng)膜”的菌視紫質(zhì)成分。

（未完待續(xù)）

（接下期）