阿爾斯UV油墨：“綠色”沒有上限

近年來，作為印刷的重要細(xì)分領(lǐng)域之一，標(biāo)簽印刷面臨的環(huán)保壓力也越來越大。在筆者來看，要實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽印刷的綠色環(huán)保，首先要實(shí)現(xiàn)油墨的綠色環(huán)保。本文主要探討UV油墨在綠色環(huán)保方面的踐行及發(fā)展。

“綠色油墨”的概況

綠色油墨，最核心的含義是指對人類健康及生態(tài)環(huán)境均不構(gòu)成威脅或危害的環(huán)保型、安全性油墨品種。

眾所周知，油墨通常由顏料、連結(jié)料、溶劑、助劑及填料等五大部分組成。這些組份若不加以控制，往往會或多或少地“攜帶”有毒或有害物質(zhì)：凹印用油墨廣泛使用的苯類、醇類或酮類等稀釋劑中，像苯、甲苯、二甲苯等已被世界衛(wèi)生組織列入致癌物目錄；部分顏料中可能存在超標(biāo)的鉛、鉻、汞等重金屬；石油溶劑中的芳香烴含有揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）等，都會對人體健康以及自然環(huán)境構(gòu)成一定程度的威脅。

相較于此，如果某種油墨在某方面甚至多方面得到了環(huán)?；纳疲P者認(rèn)為其也可以被視為綠色油墨。綠色油墨其實(shí)是一個相對的概念，是對以往的普通油墨進(jìn)行了“環(huán)?；碧嵘?，目前并不存在嚴(yán)格意義上的判定標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)實(shí)中，應(yīng)用于標(biāo)簽印刷的油墨多種多樣，有溶劑型油墨、水性油墨、芳香烴類的普通油墨，以及不含VOC的UV油墨等。為了在滿足印刷要求的同時，還能降低對環(huán)境及使用者的危害性，油墨制造商從不同角度對這些油墨進(jìn)行了“綠色環(huán)?！钡奶嵘?，并形成了各自的特點(diǎn)及特定用途。

（1）相對于溶劑型凹印油墨及柔印油墨，油墨中稀釋劑的“水性化”是環(huán)保的一大方向。其中，水性油墨是由美國FDA組織唯一認(rèn)定的環(huán)保型油墨，廣泛應(yīng)用于牛奶、飲料的淋膜紙或其他食品類外包裝領(lǐng)域。

（2）相對于芳香烴類的普通膠印用油墨，以大豆油、桐油為代表的植物油改性膠印油墨更符合綠色環(huán)保的要求。目前，環(huán)保大豆基油墨在出版印刷界得到了大力弘揚(yáng)，是印刷企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色認(rèn)證的重要一環(huán)。

（3）相對于以往含有機(jī)溶劑的傳統(tǒng)油墨，新型UV油墨具有固化速度快、不含VOC、節(jié)能高效等特點(diǎn)，是一種較為綠色環(huán)保的油墨，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于商業(yè)標(biāo)簽印刷領(lǐng)域。
綠色UV油墨的種類及其應(yīng)用

當(dāng)然，如果說UV油墨是一種絕對綠色環(huán)保、安全的產(chǎn)品，還為時尚早。正如前文所述，筆者認(rèn)為沒有真正意義上絕對安全的綠色環(huán)保油墨，只存在相對意義上的更加綠色環(huán)保。本文所說的綠色UV油墨，也是較常規(guī)UV油墨來講的一種相對環(huán)保的產(chǎn)品。

筆者結(jié)合自己多年來的工作及研究經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)相關(guān)資料，羅列出與標(biāo)簽印刷有關(guān)的幾種新型綠色UV油墨，并簡要敘述了相關(guān)的使用范例，供廣大同仁參考。

1.低氣味UV油墨

現(xiàn)實(shí)中，UV油墨本身雖然不含VOC，且百分之百地參與固化反應(yīng)，但并不能保證它絕對無氣味。UV油墨的氣味來源一是自身的原材料（如單體稀釋劑、低分子量的引發(fā)劑、樹脂連結(jié)料等原料），在一定條件下緩慢散發(fā)出的讓人不舒服的氣味；二是UV油墨固化后，引發(fā)劑、樹脂等原材料裂解產(chǎn)生的醛類、硫類等難聞的氣體?，F(xiàn)行階段，絕大部分UV油墨印刷的臭味主要來源于UV油墨本身固化前后釋放的物質(zhì)。

要實(shí)現(xiàn)UV油墨固化前后低氣味化的環(huán)保目標(biāo)，建議選擇合適的原料，主要指樹脂、丙烯酸單體、引發(fā)劑、填料或顏料等。

首先，考慮到UV油墨使用的聚酯、聚氨酯、環(huán)氧類丙烯酸樹脂及單體中，有些是采用“溶劑法”工藝生產(chǎn)的，即在苯類、烷類或醚類等有機(jī)溶劑的反應(yīng)介質(zhì)中，在中低溫條件下聚合而成，這個過程中可能會產(chǎn)生溶劑的氣味殘留問題，因此，應(yīng)盡量選擇對溶劑進(jìn)行了多次抽取的物料，以減少異味的存在。

其次，一種UV油墨中往往要加入多種引發(fā)劑，才能通過對不同紫外光譜的吸收獲得能量光子，進(jìn)而引發(fā)體系中的官能團(tuán)聚合反應(yīng)，完成固化。市場上現(xiàn)有的引發(fā)劑種類多達(dá)上百種，但引發(fā)效率、價格、顏色深淺以及使用范圍千差萬別。比如目前國內(nèi)的UV油墨，大部分使用907引發(fā)劑，化學(xué)名為2－甲基－1－（4－甲硫基苯基）－2－嗎啉－1－丙酮，其就存在固化中會裂解出難聞的“甲硫基”的問題。另外，EDAB、BP二苯甲酮等引發(fā)劑也均會在固化中產(chǎn)生臭味。因此，為了緩解氣味問題，建議不要使用這類引發(fā)劑，盡量選擇高檔低氣味型的369、EHA、TPO等引發(fā)劑。

按如上方法制造的低氣味UV油墨，可應(yīng)用于一些對氣味敏感的領(lǐng)域，如食品外包裝標(biāo)簽、礦泉水瓶標(biāo)以及紙巾的外包裝等。此類UV油墨因固化后氣味低、對包裝的產(chǎn)品氣味沒有破壞作用，而受到特定市場的重視。

2.植物基改性UV油墨

傳統(tǒng)UV油墨的大部分原材料，如聚氨酯、聚酯、環(huán)氧或聚醚等丙烯酸酯，丙烯酸類的單體稀釋劑等，占據(jù)配方的50%～70%，且全部來自于石油裂解，但受石化來源日益枯竭的影響，UV油墨的可持續(xù)性發(fā)展也因此受到了一定挑戰(zhàn)。

而植物基UV油墨大幅提高了可再生原材料的比例，它使用松香、大豆油、桐油等植物性的資源，一方面可以降低成本，提高生物資源的利用率；另一方面有利于提高油墨及印刷品的生物可降解性，降低對石油制品的依賴程度。目前，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了大豆油改性UV油墨（UVSOYA體系），深受歐美地區(qū)一些環(huán)保理念超前的客戶群體的喜愛，在一些兒童玩具類標(biāo)簽上已有所應(yīng)用。

3.LEDUV油墨

傳統(tǒng)UV固化裝置所用的光源，普遍是高壓水銀燈和金屬鹵素?zé)魞煞N。它們電力消耗大，燈管表面溫度可達(dá)800℃，發(fā)熱量大，易對印刷機(jī)本身和承印物造成老化損傷。為解決傳統(tǒng)UV固化裝置的這一系列問題，國外研究人員將能發(fā)射紫外線的發(fā)光二極管（LED）技術(shù)應(yīng)用于UV油墨的固化中，開發(fā)了LEDUV印刷系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)的UV印刷系統(tǒng)相比，新開發(fā)的LEDUV印刷系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）LED固化裝置需要的電能更低，可以節(jié)省能耗費(fèi)用，并大大減少了CO2的排放量；（2）LED固化產(chǎn)生的熱量少，適用于“熱敏感”材質(zhì)的印刷；（3）LED光源元件的壽命約為紫外線燈壽命的12倍，光源更換頻率大幅降低，器材耗用隨之減少；（4）LED可做到瞬間開啟或關(guān)閉，不用像UV燈那樣需要預(yù)熱及降溫，作業(yè)效率得到了提高。

基于此，可以說相比傳統(tǒng)UV印刷系統(tǒng)，LEDUV印刷系統(tǒng)進(jìn)一步增強(qiáng)了對環(huán)境的友好協(xié)調(diào)性。

標(biāo)簽印刷是國內(nèi)外率先使用LEDUV固化設(shè)備及油墨產(chǎn)品的領(lǐng)域。目前，LEDUV油墨的研發(fā)已不存在問題，國內(nèi)外知名油墨廠家均已推出相關(guān)產(chǎn)品。但現(xiàn)在的問題是LEDUV油墨的性價比不高，與傳統(tǒng)方式相比，改換LEDUV裝置進(jìn)行印刷的生產(chǎn)效率沒有得到明顯增加。雖然LED固化技術(shù)的未來發(fā)展前景廣闊，但要想真正大規(guī)模地應(yīng)用到實(shí)際印刷中，還有很長的路要走。

4.低鹵素UV油墨

歐盟的RoHS指令、76／769／EEC、挪威PoHS以及美國各州相關(guān)法規(guī)都明確限制了某些特定鹵素化合物的使用量。國際上一些綠色環(huán)保機(jī)構(gòu)和大型跨國公司也正在積極推動低鹵素行動

在認(rèn)識到鹵素的危害性后，人們開始關(guān)注標(biāo)簽印刷的低鹵素問題?，F(xiàn)在，各大電腦廠家或其他電子產(chǎn)品的廠家均對標(biāo)簽印刷品有鹵素限量要求。

目前，面向歐盟出口的電子標(biāo)簽印刷，基本上建議采用低鹵素UV油墨。油墨制造商生產(chǎn)此類產(chǎn)品時，會嚴(yán)格控制原材料的來源，及時檢測印刷品中油墨的鹵素含量，以確保能提供合格的產(chǎn)品。

5.低遷移UV油墨

現(xiàn)在的UV油墨已能夠?qū)崿F(xiàn)無溶劑揮發(fā)、氣味低等諸多環(huán)保特性，并廣泛應(yīng)用于各類食品的外包裝印刷。雖然這些油墨并沒有和食品直接接觸，但它確實(shí)是組成食品包裝不可缺少的部分，它的安全性也越來越為各界所關(guān)注。

事實(shí)上，固化后的UV油墨的化學(xué)成分也存在向包裝內(nèi)食品遷移的可能性，其通過食品再進(jìn)入人體，最終對人體健康造成傷害。例如，2005年底，意大利相關(guān)部門在對雀巢牛奶做常規(guī)檢測時，意外發(fā)現(xiàn)了異丙基硫雜蒽酮（ITX）這一并不存在于牛奶成分中的有害物質(zhì)。后來查明，ITX居然來源于牛奶外包裝已經(jīng)固化的UV油墨。之后，雀巢公司對食品包裝油墨的各種成分專門進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，并發(fā)布了《NestleGuidanceNoteonPackagingInks》（簡稱“雀巢列表”）。

使用普通原料配置而成的UV油墨往往由于不能很好地控制自身的遷移性，容易引發(fā)食品包裝上的印刷油墨對食品的污染。油墨制造商通過篩選大分子量引發(fā)劑、高純度的活性單體和樹脂以及符合法規(guī)的顏料粉，并將這些物質(zhì)的遷移數(shù)量控制在一個很小的范圍，甚至是接近零遷移，積極研發(fā)出了具有較好發(fā)展前景的低遷移UV油墨。

可以預(yù)測，將來關(guān)于食品包裝的各類法規(guī)條文會更為細(xì)致，檢測方法也將更加嚴(yán)格，標(biāo)簽的UV印刷必定需要新型低遷移UV油墨，兩者的完美結(jié)合，甚至可能會帶來印刷領(lǐng)域的綠色革命。

綠色UV油墨的研發(fā)方向

筆者認(rèn)為，未來幾年UV油墨的繼續(xù)綠色化升級基本上會從以下方面推進(jìn)研發(fā)。

（1）使用高純度原料，限定塑化劑、重金屬、苯類、酮類及其他芳香烴類有機(jī)揮發(fā)物等有毒有害物質(zhì)含量，從根源上杜絕UV油墨固化前后“惡臭味”的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)UV油墨低氣味化。

（2）UV油墨走LED固化之路，降低UV油墨在使用過程中的能耗，有效改善一線生產(chǎn)環(huán)境，減少對現(xiàn)場工作人員的危害性，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)UV油墨的節(jié)能高效化。

（3）提升UV油墨產(chǎn)品中可再生資源（如松香、大豆油、亞麻油以及其他植物油等綠色材質(zhì)）的比例，減少石油類物料含量，走一條UV油墨植物油改性化之路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

（4）使用大分子引發(fā)劑或是自固化體系制造UV油墨，實(shí)現(xiàn)印刷后的低遷移化，在與食品接觸方面取得更多進(jìn)展，達(dá)到與水性油墨同等環(huán)保的水平，將其對人體的刺激程度降到最低程度，真正達(dá)到UV油墨低遷移化標(biāo)準(zhǔn)。

隨著UV油墨的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，相信未來UV油墨在這條綠色升級之路上還會遇到更多的可能性，從而為標(biāo)簽印刷業(yè)注入更多綠色的生命力。UV油墨的“綠色”沒有上限。