綠色印刷是我國印刷行業實施的一項戰略舉措,旨在促進印刷行業發展方式的轉變,加快建設印刷強國的步伐。從某種意義上說,國內UV油墨的綠色化、持續化發展離不開有責任的油墨生產廠家的貢獻。我們相信,在印刷產業鏈各方的努力下,UV油墨定將為我國綠色印刷事業貢獻更多力量!
長期以來,油墨作為印刷的一種易耗品,一直是印刷業的主要污染源頭之一。油墨通常由顏料、連結料、溶劑、助劑及填料5大部分組成,這些組分若不加以控制,往往或多或少地會“攜帶”有毒或者有害物質。
UV油墨,可以說是一種真正意義上的綠色環保型油墨,UV印刷也已成為目前國內最環保的印刷方式之一,始終走在印刷行業的前端,踐行綠色理念,引領環保發展不斷前行。
國內UV油墨市場情況
20世紀70年代,紫外光固化技術(又稱“UV固化技術”)進入到油墨領域,開創了能量固化型油墨的新紀元。20世紀90年代開始,UV油墨以及UV印刷作為新興技術陸續被引入國內印刷市場,至今已有二十余年歷史。期間,其迅速發展成為印刷業增長最快的領域。近十年來,UV油墨因符合印刷業的環保趨勢,迎來了產業發展的黃金時期。
如今,國內油墨市場上各類中外油墨品牌云集,大大小小的廠家相繼推出了自己的UV油墨產品。據不同的行業渠道統計數據表明,國內UV油墨年生產量不足1萬噸,有一定規模的生產廠家(UV油墨以及相關UV光油等產品年生產量達到500噸以上)不足20家,其中UV油墨年生產量在300噸以上的屬于具有一定規模的中型廠家。
整體上看,UV油墨仍屬于小眾市場。近幾年,隨著單體、樹脂、光引發劑等原材料成本的不斷降低,以及UV油墨配方技術、生產工藝的成熟和擴散,UV油墨不再高不可攀。國內UV油墨生產廠家眾多,質量也參差不齊,市場上低價競爭激烈,UV油墨的均價也從前幾年的近200元/kg,迅速下降到如今的不足100元/kg。
UV油墨綠色化之路
長期以來,對UV膠印油墨甚至是UV凸印油墨,國內的油墨生產廠家均執行行業標準《膠印紫外光固化油墨(QB/T2826-2006)》。標準制定時,因考慮到國內UV油墨的發展現狀,并沒有給出具體的綠色環保指標,只是形成了一個基礎的行業標準,從形式上解決了“什么是UV油墨”這一問題。
UV油墨以及UV印刷“從無到有”需要一個過程,那么經歷過10余年的高速發展之后,今天的UV油墨勢必開始關注更深層次的“內涵”,即從基礎的滿足印刷生產需要到更加綠色、更加環保的層面上來。鑒于此,一些油墨生產廠家便以綠色環保為首要原則,嚴格自我要求,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揮發物等有毒有害物質含量。
然而,如果說目前的UV油墨是一種絕對綠色環保、安全、無任何危害的產品,還為時尚早。
筆者認為:在光引發劑大量存在的前提下,沒有絕對安全的綠色環保UV油墨,只存在相對意義上的更加環保、更加綠色化。國內的相關標準更多地關注光引發劑的禁用,遠沒有系統性地考慮UV油墨行業的綠色化問題。
筆者結合自己多年來的工作及研究經驗,根據內部相關資料,結合發展中的UV油墨的綠色環保特點,總結出未來綠色UV油墨技術發展的幾條道路。
UV油墨H-UV、LED化之路
傳統UV固化裝置所用光源普遍是高壓水銀燈和金屬鹵素燈兩種,電力消耗大,燈管表面的溫度可達800℃,發熱量大,易對印刷機本身和承印物造成老化損傷,并且固化系統開啟后,與空氣接觸會產生大量臭氧類刺激性氣體,對一線工人以及環境造成傷害。
為解決傳統UV固化裝置的這一系列問題,印刷行業從業人員將能發射紫外線的發光二極管(LED)技術應用于UV油墨的固化中,開發了UV LED印刷系統。該系統與傳統的UV印刷系統相比,具有以下優點:①LED固化裝置用電量少,節省能耗費用,并大大減少二氧化碳的排放量,產生熱量少,適用于對熱敏感的印刷材質;②LED固化不生成臭氧類刺激性氣體,對操作環境無傷害,對環境無破壞;③LED光源元件與傳統UV燈相比壽命更長,可達2萬余小時,光源更換頻度大幅降低,器材耗用隨之減少;④LED可做到瞬間開啟或關閉,而無須像UV燈那樣預熱及降溫,因此其作業效率更高。
可以說,UV LED印刷系統進一步增強了傳統UV印刷系統對環境的保護。目前,已有廠家對標簽凸印機進行了改造,以使其適用于UV印刷系統。一些功率更高的UV LED固化裝置也能對市場上普通型的UV油墨產品進行固化,顯示出了強大的固化效率。但受制于燈管長度(長度大于90cm)的限制,目前LED固化裝置在UV膠印機上的使用尚不成熟。
植物油改性UV油墨的可持續發展之路
傳統UV油墨的大部分原材料(如聚氨酯、聚酯、環氧或聚醚等丙烯酸酯,丙烯酸類的單體稀釋劑等)占了配方的50%~70%,全部來自于石油類合成材質,油墨本身缺少生態可持續性理念。受石化來源日益枯竭的影響,UV油墨的可持續發展受到一定挑戰。
植物油基UV油墨大幅度提高了可再生原材料在配方中的比例。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能,降低對石油制品的依賴程度。
目前大豆油改性UV油墨(UV SOYA體系)已經研發成功,并受到了歐美地區一些環保理念超前的客戶群體的喜愛,這種油墨已經在一些兒童玩具類標簽上有所應用。國內票據印刷用油墨也正在朝著這一方向發展,部分客戶要求使用UV大豆油系列產品。
低遷移性UV油墨之路
低遷移性UV油墨是未來實現食品包裝印刷的最佳途徑,其使用大分子引發劑以及自固化反應樹脂,選用高純度的稀釋劑和更為環保的輔料材質,能有效減少油墨固化后的遷移。
目前的UV油墨已經能夠做到無溶劑揮發、氣味低等諸多環保特性,可廣泛應用于各類食品的外包裝印刷。
雖然這些UV油墨并沒有和食品直接接觸,但固化后UV油墨的化學成分存在向包裝內食品遷移的可能性,甚至是通過食品最終流入人體,對人體造成傷害。例如,2005年底,意大利相關部門在對雀巢牛奶做常規檢測的時候,意外發現了異丙基硫雜蒽酮(ITX)這一并不存在牛奶成分中的有害物質。后來查明ITX居然來源于牛奶外包裝已經固化的UV油墨。之后雀巢公司對食品包裝油墨的各種成分進行了嚴格的規定,并發布《Nestle Guidance Note on Packaging Inks》(簡稱“雀巢列表”)。
綠色印刷是我國印刷行業實施的一項戰略舉措,旨在促進印刷行業發展方式的轉變,加快建設印刷強國的步伐。從某種意義上說,國內UV油墨的綠色化、持續化發展離不開有責任的油墨生產廠家的貢獻。我們相信,在印刷產業鏈各方的努力下,UV油墨定將為我國綠色印刷事業貢獻更多力量!