如何消除UV印刷的刺激性气味

吕翔+韩海祥

随着社会的进步，绿色环保的理念逐渐深入人心，印刷业也为此面临越来越大的环保压力，因此寻求更加环保的印刷方式成为印刷企业的共同愿望。UV印刷由于采用不含VOC的UV油墨，且UV油墨百分之百参与固化反应，因此，相对于传统的溶剂型凹印、网印以及芳香烃型的普通胶印而言，其更符合绿色环保的要求。

然而，UV印刷过程中会产生刺激性气味，包括最终印品也会带有一些刺激性气味。如何消除这些刺激性气味一直困扰着印刷企业。

从源头上来看，UV印刷的刺激性气味主要来自以下4个方面：

（1）UV固化装置工作时会产生带有刺激性气味的臭氧；

（2）UV油墨本身含有一定气味，且固化后可能产生刺激性气味；

（3）受环境影响，不同材质的承印物会裂解出相关化学物质，从而产生刺激性气味；

（4）UV清洗剂、添加助剂等辅料可能带有刺激性气味。

下面，本文就从上述4个方面入手，详细分析刺激性气味的产生原因及消除方法，希望能对从事UV印刷的同行有所帮助。

UV固化装置工作时产生臭氧

1.原因分析

UV油墨通过紫外光照射，利用不同波长和能量的紫外光使自身产生固化。因此，紫外光在UV印刷过程中起到了关键作用。UV固化装置产生的紫外光波长范围为200～425nm。其中，275nm以下的短波紫外光与空气中的氧气接触，易产生臭氧，是刺激性气味的一大来源。从反应机理上来看，短波紫外光会分解空气中的氧分子，从而产生游离氧，由于游离氧所携正负电子不平衡，所以会与氧分子结合，进而产生臭氧。这些臭氧往往不能自行分解，不仅会飘浮于空气中，也会残留于印品表面（印品有吸附性，会对部分气味有所保留）。

一定浓度的臭氧具有消毒杀菌的作用，但它的刺激性气味却让人讨厌。而且研究表明，摄入过量的臭氧，不仅会刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽，引发支气管炎和肺气肿，还会引起头晕头痛、视力下降、记忆力衰退等神经中毒症状。

2.消除方法

针对短波紫外光产生臭氧的问题，印刷企业可以通过改造设备的吸排风方式或车间的通风设施，以减少臭氧的积聚。但当设备在使用大功率吸排风装置时，会导致紫外灯因温度过低而产生开启不正常的现象，此时车间的通风就显得尤为重要。

目前，国外已有灯管厂家开发出了不产生臭氧的紫外灯，并已投入实际生产应用。此类紫外灯可对280nm以下的紫外光进行过滤（实践证明，280nm以下的紫外光对UV油墨的固化作用不强，可以去除），保留或增加280～400nm波长范围内的紫外光。

另外，近年来兴起的UV-LED固化技术，由于波长固定，只在365nm、380nm、390nm、400nm等特定波段产生紫外光，因此也不会产生具有刺激性气味的臭氧。而且，UVLED固化技术由于印刷能耗低、印品表面温度低，目前在一些对温度敏感性较大的印刷领域，如票据印刷、薄膜印刷，具有较为突出的应用优势。

UV油墨本身产生刺激性气味

1.原因分析

现实中，UV油墨本身虽然不含VOC，且百分之百参与固化反应，但并不代表其不会产生刺激性气味。UV油墨的刺激性气味主要来源于两个方面：一是UV油墨自身原料（如单体稀释剂、低分子量引发剂、树脂连结剂等）在一定条件下会缓慢释放刺激性气味；二是UV油墨固化后，引发剂、树脂等原料会裂解产生醛类、硫类刺激性气体。现阶段，绝大部分UV印刷的刺激性气味主要来源于UV油墨固化前后所释放的挥发物。

如果部分单体或树脂反应不完全，残存没有反应的“丙烯酸”成分，就会产生刺激性的酸臭味，此类情况多出现于国产原料。如果单体为低分子量、低沸点单体，其可能会在室温下挥发出恶臭气味，尤其是单官能度单体，如IBOA（丙烯酸异冰片酯）。如果UV油墨中所使用的单体及树脂质量较好，不存在气味问题，那么引发剂就可能是UV油墨最大的刺激性气味来源。此外，UV油墨中所使用的固体成分，如颜料、填料、蜡等，基本无气味，可以不用考虑。UV油墨中不同原料固化前后的气味问题见表1。

2.消除方法

市场上的引发剂种类高达上百种之多，但引发效率、价格、颜色以及使用范围千差万别。目前国内大部分UV油墨使用的是907引发剂，化学名称为2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-吗啉-1-丙酮。此类引发剂价格适中，引发效率高，但固化后会裂解产生难闻的“甲硫基”。此外，BP（二苯甲酮）引发剂、EDAB引发剂也会在固化后产生臭味。因此，为了减少由引发剂引起的气味问题，油墨制造商应避免使用这些引发剂，尽可能选用一些不会产生刺激性气味的高档引发剂，如369、EHA、TPO等，当然UV油墨的成本也会相应增加一些。

可以说，选择低气味的UV油墨是解决UV印刷及最终印品产生刺激性气味的关键之一。

不同承印物产生刺激性气味

1.原因分析

目前UV印刷的承印物主要包括纸张、金银卡纸、铝箔、转印纸、合成纸以及PVC、PP、PET、ABS、PC等薄膜。受紫外灯高温及高强度光照的影响，承印物也会产生刺激性气味。

紫外灯是发射紫外光的装置，但一支紫外灯只有40%左右的功率会产生有效的紫外光，其总功率的50%～70%还会产生红外光，所以紫外灯的表面温度通常高达700～800℃，即使UV固化装置自带冷却装置，仍会有部分热辐射照射到承印物表面，导致其温度上升到40～70℃。

在明显高于室温的条件下，再加上强烈的紫外光照射，承印物就会裂解出复杂的化学物质，从而产生少许刺激性气味。而大量印品的叠摞存放会导致热量来不及散发，进而造成刺激性气味大量残留于印品内部。endprint

2.消除方法

一般情况下，金银卡纸产生的气味较轻，而塑料材料产生的气味要重一些。因此印刷企业在选择承印物时，对于金银卡纸，应关注其复合时所用胶黏剂是否含有机溶剂，以及表面涂层的牢固度；对于塑料材料，应尽量选择一些质量有保障的厂家，使用“新料” 制备的可靠材料。

除此之外，应尽量降低承印物的表面温度，减少叠放印品内部的热量积聚。对此，建议印刷企业在收纸处增设降温措施，如在收纸处加装传送带，在传送带底部通冷却水；使用冷风机对每一张印品进行叠放前的吹风除湿处理等。此类措施在食品、药品等包装印刷领域应用较多。

UV清洗剂产生刺激性气味

1.原因分析

UV清洗剂由一些高沸点的醚类、酯类和醇类等溶剂组成，属于有机挥发物。UV印刷前，如果采用UV清洗剂清洗设备后马上印刷，UV清洗剂就会与UV油墨混合，从而残留在承印物表面，进而产生刺激性气味。UV清洗剂成分不同，所产生的刺激性气味也相差较大。

沸点高的UV清洗剂清洗效果好，但挥发慢，易造成大量残留；沸点低的UV清洗剂，如乙醇、乙酸乙酯等，清洗效果一般，但挥发快，不易残留。一般，同一种UV清洗剂配方中会将高沸点与低沸点成分搭配使用。

2.消除方法

最便捷的解决方法就是采用UV清洗剂清洗设备后，等待一会儿再进行印刷。目前国内仍有部分印刷企业使用汽油来清洗设备，笔者曾见过一家生产奶茶用塑料杯的印刷企业，由于使用汽油清洗设备后马上就进行UV印刷，因此生产出来的产品均有汽油的味道，结果这批产品全部报废。因此，在此提醒各位同仁在生产中一定要对这种细节多加注意。

气味判定标准

也许有人会问，既然UV印刷存在那么多气味问题，那么有没有一种判定标准可以来规范它，以达到降低或消除的目的？

由于气味能对人的嗅觉器官产生相应的刺激作用，引起人愉快或厌恶两种不同认知，且不同的人对气味的喜好不同，因此无法单纯地从气味上硬性规定其好坏及香臭，而且要想以现有的技术分析出所有气味的结构、性能、刺激性强弱等更是不可能。因此，当我们无法对UV印刷的刺激性气味进行定性、定量判定时，就会将目光转移至UV油墨以及相关原辅材料上。

大约2005年，国家烟草专卖局开始对烟包产品实施VOC控制，规定烟包产品的VOC总含量要低于某一限值。2007年，全行业开始严格执行YC/T 207-2006《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定 顶空-气相色谱法》标准，这对UV油墨制造商和印刷企业产生了极大的影响，几乎改变了UV印刷的整体发展方向，同时这一标准还号称在VOC限制方面的严格性位居世界第一，就算在注重环保和食品安全的日本，食品包装对于苯含量以及其他VOC的限制也没有超过此标准。为此，油墨制造商也推出了相应的油墨产品，如表2所示，我公司推出的UV NT系列油墨的VOC含量实际检测值要比YC/T 207-2006标准中规定的指标低得多，完全满足标准要求。

2012年，国家烟草专卖局在征求各方意见的基础上，又出台了《烟用材料许可使用物质名单》，名单中详细地规定了油墨、纸张、辅料等各种烟用材料的成分目录，要求所提供的产品组分必须在这份名单中，并规定了相关原料的最终迁移量范围。为此，各大油墨制造商和相关原辅材料供应商正在针对名单要求进行产品设计。我公司也相应地配套了UV YQ15-NT固化增强型、标准型以及高柔韧型三种油墨，面向不同地区烟包印刷企业进行销售。UV YQ15-NT系列油墨采用了大分子引发剂，大部分采用了高官能度及高纯度的单体和树脂，在保证固化速度的同时，有效降低了油墨固化后最终残留物质的迁移性。最难能可贵的是，该系列油墨在固化前后的气味极小，几乎完全消除了UV油墨对UV印刷刺激性气味的贡献，在环保性能上明显比以往产品更加优异。

综上所述，UV印刷的刺激性气味来源可以从以上4个方面来考虑，然后采取相应的解决方案。然而，在现实中，无论是食品、药品包装，还是判定标准最为严格的烟草包装，UV印刷的气味均难以完全消除。尤其是当UV印刷的墨层较厚，且表面再上UV光油时，由于紫外光照射次数较多，刺激性气味明显重于一般印品。因此，有些印刷企业在无法改造固化装置、无法更换UV油墨和承印物的情况下，最终会对所有印品采取“抽真空法”进行处理，即在封闭的集装箱或特定的房间内，安装相关设备，如加湿器、恒温器、抽真空的排气扇等，放置一天或几天后可以将印品的残留气味降到最低。endprint