环保油墨在绿色烟包中的应用研究分析

孙 慧

（南京金升华包装材料有限公司，江苏 南京 210000）

烟叶税收是国家重要税源，在一定程度上使卷烟包装印刷业长期占据半壁江山。在我国烟包的主流印刷工艺中，凹版印刷是最重要的一项，其以满足大规模、稳定、连续生产的需要为主，同时满足烟包外观颜色的稳定性和均匀性。近年来，印刷企业越来越重视“绿色”环保，随着环保要求的提高，人们对生活质量的要求也在提高，迫使卷烟包装企业转型[1]。所以研究环保油墨对绿色包装产业的健康发展具有重要意义。

1 环保油墨在绿色烟包中的应用概况

80年代初期，复合材料包装色彩在我国得到了发展。包装印花自日本引进以来，其色彩的应用越来越广泛。当时我国复合油墨的使用主要来自国外。直到1985年，中国的复合包装印刷品才实现国产化。经过三十多年的不断发展，复合油墨材料也由最初以氯化聚烯烃树脂为基材，发展到以氯化共聚树脂为基材。这种改变虽然在一定程度上降低了油墨的毒性，但溶剂残留量明显增加。为了解决这个问题，工业上开始采用聚氨酯树脂作为主要连接材料，完全放弃了苯基溶剂，从而实现了无苯的复合包装油墨(环保油墨)[2]。

水性油墨一般含有芳香族溶剂(甲苯、二甲苯)。使用芳香溶剂不仅对工人的健康有害，而且会蒸发出有机溶剂，污染空气；油墨进入包装材料，会污染药品、食品、香烟等；在干燥色层中易产生残留，因此芳香溶剂也是香烟包装中的一个重要问题。

减少包装印刷对环境的影响，保证消费者的人身安全，是包装印刷企业义不容辞的责任。随着人们生活水平的提高，对环保性油墨的需求量越来越大，出现了最耐蒸煮的复合油墨。复合油墨必须在120 ℃的温度下煮30分钟，以保持它的稳定性。为提高耐墨性和溶解性，可使用耐蒸煮的复合油墨，如聚氨酯树脂，氯乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂，丁醛树脂和纤维素树脂。随着材料技术的不断发展，水性复合油墨逐渐取代溶剂型复合油墨产品。

2 绿色烟包印刷的特点及内涵特征

2.1 烟包印刷的特点

凹印在包装印刷中得到了广泛的应用，实现了批量生产，满足了人们对包装质量的要求。油墨是卷烟印刷的重要原料，如何降低VOC排放，减少VOC污染，减少包装印刷对环境的影响，确保消费者的安全，是每一家卷烟包装企业义不容辞的责任。

随着低碳经济理念的深入，政府也加大了对纸烟企业的监管力度。到目前为止，国家制定了诸如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》、YC/ 263-2008《卷烟与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》等烟草工业标准，卷烟包装产品的VOC测定不合格，卷烟厂必须改进[3]。

2.2 绿色烟包印刷的内涵特征

随着低碳经济、循环经济的发展，绿色烟包印刷技术已成为可持续发展的重要手段。采用的绿色烟包印刷材料有利于人体健康，符合国家安全卫生标准。不同产品对卷烟包装材料的安全卫生要求各不相同，在整个生产过程中，原料提取、包装印刷、使用及废弃处理，必须保证卷烟包装材料不会对环境造成损害，尽量达到环保要求。降低能耗，最大限度地节约资源，最大限度地回收利用烟包印刷材料，凡具有以上特点的烟包印刷即可称为绿色烟包印刷。

3 在绿色烟包中的几种环保油墨

目前用于烟盒印刷的环保油墨主要有：水性油墨、UV油墨、水性UV油墨和紫外油墨。下面是各种环保油墨的种类及性能的简单介绍。

3.1 水性油墨

水性油墨是以水性丙烯酸树脂为粘合剂，以水和乙醇为溶剂，加入各种颜料、填料和助剂制成的。

用水性油墨印刷烟包有下列优点：印刷质量好，色彩明亮，网点完整；温度低，不易挥发，不易爆炸，有利于安全生产；打印机驱动程序易于清洁和使用；符合低碳经济理念，是未来的发展方向。

然而水性油墨在使用过程中存在着光泽度低，干燥慢，耐碱性差等问题，如何改善这些问题，是对水性油墨的使用提出的新的要求。

3.2 UV油墨

UV油墨是由预聚物、引发剂、颜料、单体、填料和各种添加剂组成。

UV油墨用于香烟的包装印刷，具有以下特性：加压干燥速度快，生产效率大幅提高；立即固化后不会粘上任何污物，从而降低上网速度；精确的点复制、良好的图形复制、产品性能稳定；在线操作，打印方式灵活；所有成分参与反应，无溶剂回避，对环境友好。虽然UV油墨具有广阔的发展前景，但作为一种新技术，它的成本普遍较高，贮存期短，部分原料硬化后会产生一定的异味，不利于颜色使用者[4]。

3.3 水性UV油墨

利用油墨和紫外油墨各自的优点，水性UV油墨取代了水性油墨中的溶剂和紫外油墨中的稀释剂，是一种新型的防色剂。包含了水性UV固化树脂、光引发剂、胺、颜料、填料和助剂。当前，水性UV油墨的市场占有率仍然偏低。适用于印刷聚氯乙烯，合成纸等纸张。但随着人们对低碳环保要求的提高，水性UV油墨将成为未来卷烟包装印刷的新力量。

3.4 UV磨砂油墨

为了降低卷烟包装的压力，提高包装的质量，增加收入，卷烟包装印刷业开始使用紫外线油墨。UV磨砂油墨中加入硅胶作为主要成分，使干燥压力有冰冻感。

UV磨砂油墨主要用于印制烟盒，是优质卷烟包装印刷中不可缺少的材料。烟箱印业使用环保油墨，是一个系统工程，也是一个长期的任务，必须从可持续发展的角度出发。

4 环保水性油墨的应用及注意事项

4.1 环保水性油墨的组成及优点

当前，用于卷烟包装印刷的环保油墨主要有：水性油墨、紫外油墨。下面简单介绍一下水性油墨。

环保水性油墨的出现，给印刷“绿色”香烟带来了一线曙光。50年代末期，水性油墨首次出现。原水油墨以碳粉、食油、涤纶钠等为胶粘剂，用于一般书刊、杂志等低级印刷。随着现代技术在材料领域的应用，聚酯酸二氢钠的合成工艺获得了成功，成为水性油墨中最重要的粘合剂，基本满足了当时的压力要求。随着空气污染问题日益严重，引发世界各国的高度重视。为解决日益严重的空气污染问题，研究者们研制了一种水基油墨，用苯丙共聚树脂作为粘结剂，这是传统深色印刷的先驱[5]。

水性油墨与溶剂油墨的主要区别在于其所用溶剂为水，而非有机溶剂，从而大大降低了VOC的生成。水性油墨避免了空气污染、不影响人体健康、不易燃烧、色泽稳定、色彩亮丽、无腐蚀性、操作方便、价格实惠、印花后附着力好、耐水性强、干燥迅速，特别适用于食品、饮料、医药的包装，以及对印刷材料有严格卫生要求的商品、食品、香烟等，被世界公认为环保印花材料，也是美国食品药品协会认可的印花油墨中唯一的印花颜色。

4.2 环保水性油墨在烟包印刷中的应用要求及注意事项

环保水性油墨无重金属、无VOC、无毒无味、不易燃、对人体无危害。环保水性油墨产品符合中国烟草总公司2008年发布的《卷烟纸箱包装VOCs排放限值》标准，并严格限制纸箱VOCs排放，既体现了对消费者的关心，又体现了社会责任。环保水性油墨使用时应注意以下几方面。

（1）干燥温度一般在90～100 ℃，风量设为最大，有利于挥发性水汽的快速排泄。适合打印机配置（如打印速度，印版厚度，干燥能力）。

（2）低压机采用不同的干燥设备，可将压速控制在80 m/s～180 m/s。

（3）因为水汽的沸点比有机溶剂的沸点高，所以在水性油墨中采用凹版油墨，使得版面厚度不同于现有溶剂型油墨，版面会促进水分蒸发，增加压力，避免水中毒。

（4）印刷粘度及pH值调整：推荐粘度采用16～18 s、pH值为7.5～8.5，这时印刷效果最好。油墨在使用前必须充分搅拌，以保证色度稳定，流动性好，根据印刷速度将相应的粘度调到进色口。打印时无需调整粘度，无需调墨，只需要加一点油墨。

（5）因水性油墨干燥后不溶于水，印刷时应使压盘处于动态或中途停止，以免堵塞。

5 水性环保油墨在绿色烟包中应用的意义

5.1 减少印刷品表面残留毒物

当前，人们越来越重视食品安全和容器包装的卫生安全。基于此，中国烟草学会于2008年发布了《关于烟盒及纸箱包装纸VOC限值的通知》，指出由于包装纸及包装印花中含有有害物质，而溶剂油墨在包装上很难达到食品卫生要求[6]。

5.2 减少资源消耗和降低成本

在印刷相同规格和数量的印刷品时，水性油墨使用量比一般溶剂油墨少约10%。印刷油墨要经常清洗，大量的有机溶剂清洗液要在溶剂油墨的使用压力下使用。就资源和成本而言，水性油墨更经济，更符合当今烟草行业倡导的节约的主题。

6 结论

2008年，国家烟草专卖局制定了烟架和纸盒包装材料挥发性有机化合物（VOCs）的标准，提高了印刷工业对油墨的环保要求，并着重发展水性油墨，以充分解决有机溶剂残留问题。环保是一种趋势，是印刷业永恒的主题。低气压水性涂料应用于烟包印刷是实现环保的重要途径，能有效减少丝类产品中挥发性有机物的排放，规范生产，使丝类行业朝着绿色环保低危害的方向发展。