环保型油墨的研究进展

高国凤 晁季蕾 褚夫强 崔鸣

摘要：油墨是印刷环节的重要材料，随着社会需求的增大，油墨品种和产量也随之增大。本文查阅了大量有关环保型油墨的研究进行总结，简述了环保型油墨的分类，研究进展和环保型油墨在食品包装方面的应用。生活中我们使用的大部分油墨都是有机溶剂油墨，含有排碳氢化合物，会污染环境，并且会损害人体健康，因此研究和开发环保型油墨成为油墨发展的必然要求。

关键词：环保型油墨；水性油墨；大豆基油油墨；UV油墨

中图分类号：TS8，TS802.3 文献标识码：A 文章编号：1400 （2020） 06-0064-03

基金项目：国家级创新创业训练计划 绿色环保型光固化油墨的制备研究（201910431017）

Research Progress of Environment-friendly Ink

GAO Guo-feng， CHAO Ji-lei， ZHU Fu-qiang， CUI Ming（Qilu University of Technology， Shandong 250353， China）

Abstract： Ink is an important material in printing， with the increase of social demand， ink varieties and output also increase. This paper reviewed a large number of studies of environmental printing ink to summarize， this paper expounds the classification of environmental printing ink， research progress， and environmental printing ink in food packaging applications， we use most of the ink in the life are organic solvent ink， contains a row of hydrocarbons， will pollute the environment， and can damage human body health， therefore， the research and development of environmental printing ink printing ink development request inevitably.

Keywords： environment-friendly ink； water-based ink； soybean based oil ink； UV ink

近年来我国印刷油墨产业得到快速发展，油墨的环保性能已经变成印刷油墨行业的主要技术问题，面对日益严格的印刷包装技术要求，那些含有有害化学物质的包装油墨注定要被健康环保型油墨完全替代，积极研究开发和推广各种绿色环保型油墨技术是科技发展的必然要求。

1 环保型油墨的分类

1.1溶剂型油墨

一般来说溶剂型环保油墨中都会使用芳香烃作为溶剂，但随着环保型油墨的开发与应用，目前无色柔性版印刷的无色溶剂型油墨中几乎不含芳香烃，有效的避免了芳香烃作为溶剂快速挥发后产生的有毒化学物质。虽然这些印刷品在干固后还会残留少量的有毒物质，气味极小，不足以被人们察觉，但如果长期吸入就会严重损伤人体健康。

1.2水性油墨分类

水性油墨主要由各种水溶性化学树脂、有机颜料、溶剂等多种原料组合而成，又被称之为水墨。其中各种成分所占比例分别为：水溶性丙烯酸树脂25%-35%、水15%-25%、乙醇5%-15%、三Z胺5%-10%、颜料10%-30%。由于水墨本身所具有的安全性，所以被广泛的应用于各种卫生安全技术要求较高的产品的印刷。

1.3大豆油基油墨

大豆油基油墨即提取大豆籽油中的一种植物油替代氢化石油基油墨中的矿物油。加入新鲜大豆油可以有效减少原来印刷油墨材料中的一些挥发性物质占据的比例，从而有效的降低了传统彩色油墨对空气和人体的危害。大豆油的干燥印刷原理主要是通过氧化油脂催化油墨结膜，由于大豆油本身有着印刷固化慢的缺点，所有可以同时加入一些含有植物性酯的物质，减少大豆油基油墨印刷固化的时间。大豆油基油墨之所以被称为绿色环保型油墨，这是因为它们所含有的绿色大豆油脂基是一种可再生、可降解的、持续性天然资源，这些是传统印刷油墨工艺所不具有的特征。

1.4 UV油墨

UV油墨的种类较多，其中以UV胶印油墨和UV凸印油墨为主。通过分析对比大量不同的UV油墨实验结果可知，不同的颜料单体、预聚物油墨结构的浓度差异、不同颜料油墨粒子的分散运动状态对UV油墨的稳定性有着极大的影響，根据预聚物对UV胶印油墨乳化率影响的变化曲线可知，不同类型预聚物单体样品对不同UV油墨乳化有着不同的影响。一开始，两种不同预聚物单体样品的乳化吸收率都是随着加水量不断升高，而当达到一定值后，将不再随着加水量的增加而增加，这说明在一定范围内加水量与油墨乳化率成正比。目前市场上研发生产出来的UV系列的油墨产品具有无毒性、无污染等特性，有效降低了UV油墨对自然环境的化学污染问题。

2 环保型油墨的开发与研究

2.1开发环境友好型油墨的方案

由油墨的定义可知，油墨由水性颜料、连接性涂料、填料、附加料等多种物质相互混合而成，所以制作环保型油墨需要从以下三个方面入手。

（1）改进现有印刷复制技术，研发可替代通过油墨传递实现复制的新方法。

（2）用其他环保型材料代替油墨在外包装上的作用。

（3）改变溶剂。具体方法：①使用矿物油作为溶剂。②加入一些不易挥发的有机结合化合物作油墨溶剂。③使用碱性水溶剂来直接代替其他有机溶剂。④以非芳香烃为油墨的溶剂。

第一种方法前期需要花费大量科研资金，实施起来也会有一定困难，所以暂时不深入考虑，第二种方法主要是用其他环保型材料代替油墨在外包装上的作用。这个方法在目前不容易得到实现，所以我们暂时也不给予深入考虑。第三个方法是直接改变一种溶剂，改变溶剂是比较容易实现的。第一个解决方案就是使用矿物油为油墨溶剂，一般情况下大多数矿物油中都含有一些芳香烃，当它干燥时，油墨溶剂中的芳香烃就会挥发，释放出一股刺鼻的芳香烃气味，当其完全干燥的后，味道会减少，不足以被人们察觉，但长期使用还是会影响人的身体健康。第二个解决方案是指采用不容易挥发的有机化合物和水作干燥溶剂，直接通过紫外线照射实现来干燥，但是由于紫外线对人体健康危害极大，同时也会污染环境，所以不可取；第三个解决方案是使用水性溶剂，即使用水性油墨。它不仅可以有效的减少对大气的污染，还可以防止一些化学物质对人体产生危害，其本身具有不易着火性，抗菌吸水性，干燥迅速，可有效减少油墨中VOC的排放量。对比其他类别的油墨，水性油墨不仅价格便宜，且对环境污染低性能小，是比较可行的方案；第四个解决方案是以醇、酯、醚、酮等非芳香烃类物质为有机溶剂，从理论上说消除了芳香烃释放带来的危害，但油墨中仍然会含有少量有毒溶剂。通过对上述每一种解决方案进行分析对比后，得出的最佳解决方案是第二方法中的第三个解决方案，即加入水性溶剂，制作出对环境友好的水性油墨。

2.2 水性油墨的技術研究进展

目前水性油墨在我国油墨行业中占据重要位置，我们重点看一下目前水性油墨的技术研究及其发展。水性油墨属于油墨中的一种，所以含有水性着色剂、连结剂、颜料、辅助剂等成分。通常情况下，会额外加入一些天然蜡质材料，加强其表面耐磨性。其中主要的辅助剂有：消泡性辅助剂，稳定性辅助剂，冲淡性辅助剂，阻滞性辅助剂等几种。添加消泡性辅助剂的目的是来抑制和减少油墨在印刷过程产生的气泡，稳定性辅助剂的作用是为了稀释油墨的粘度、调节水性油墨的PH值、增强油墨的稳定性；冲淡性辅助剂顾名思义是为了改变水性油墨的颜色，减淡其本身的颜色或提高其亮度；水性阻滞性辅助剂可以提高水性油墨的流动性，其作用主要是为了防止油墨在水性网纹辊上发生干固或糊版的现象。

水性油墨的主要优势是大大减少了水性油墨对自然环境的直接污染程度，使得油墨印刷的环境质量得到了极大改良。水性油墨的研究开发不仅使我国总体环境质量水平得到显著改善，也大大提高了人类对食品安全性的信赖。随着我国包装业的健康发展，绿色无污染的印刷包装材料和油墨，将会为社会带来巨大经济效益。

3 环保型油墨在食品包装中的应用

随着经济的发展，食品包装中环保型油墨的应用越来越普遍，人们对食品的安全性加以重视，食品包装行业对食品外包装物提出保护食品安全性的高要求，此举促进了中国油墨发展的新历程。越来越多的油墨公司为了更好适应当前国际上对食品包装安全的要求，大力发展绿色环保型食品油墨，如胶印专用无苯环芳烃烃类油墨、无苯无酮烃类油墨、水性油墨、大豆油脂类油墨等，其中水性油墨和大豆油基油墨，这两类油墨产品获得较高的市场用户量和认可度。

水性油墨之所以能够在食品包装中得到广泛应用，是因为水性油墨中不含有有毒物质，它只存在于包装印刷物品的表面，不会污染内部食品包装物。其印刷品经打印后显得整体印迹圆润、色彩艳丽、有自然光泽，复制的印刷图案从而达到丰富的色彩层次感。

由于大豆油本身就是一种色泽比较清透的油，具有较高的光泽度，其本身也不含有对自然环境有害的物质，所以国外的一些印刷企业及研究所已经对大豆油基油墨印刷展开深入的科学研究。同时我国不少油墨企业也已经成功的开发出多种大豆油基油墨，并广泛的运用到工业生产中。

4 结语

虽然现在各类食品包装的卫生安全被越来越多的人们关注，但目前我国食品包装油墨市场还是存在着一些不好的现象，有些不良商家为了能达到自己的经济利益应用一些劣质包装油墨，不惜伤害消费者的身体生命健康。所以大量的低碳环保型油墨被研发出来，这也是印刷油墨行业持续发展的迫切需要，同时也积极主动地响应了党和国家的政策号召，走上了绿色可持续经济发展的新道路，将环保型油墨推向无苯化、环保化的更高层次。

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