一.油墨對環(huán)境的危害性
油墨是目前印刷工業(yè)最大的污染源，世界油墨年產(chǎn)量已達300萬(wàn)噸。每年由油墨引起的全球有機揮發(fā)物(VOC)污染排放量已達幾十萬(wàn)噸。這些有機揮發(fā)物，可以形成比二氧化碳更嚴重的溫室效應，而且在陽(yáng)光的照射下會(huì )形成氧化物和光化學(xué)煙霧，嚴重污染大氣環(huán)境，影響人們健康。此外，食品、玩具等包裝印刷普通油墨中重金屬等對人體有害成分還會(huì )直接危害食用者的身體健康。
(1)對人體健康的影響
印刷油墨由顏料、連結劑、溶劑、輔助劑組成。其中有機溶劑和重金屬元素對人體損害嚴重。油墨中的顏料有兩種－無(wú)機和有機，兩者均不溶于水和其他介質(zhì)，并具鮮明色澤及穩定性。有些無(wú)機顏料含鉛、鉻、銅、汞等重金屬元素，具一定毒性，不能用于印刷食品包裝和兒童玩具；部分有機顏料含合聯(lián)苯膠，有致癌成分，應嚴禁使用。有機溶劑可溶解許多天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂，是各種油墨的重要成分，但部分卻會(huì )損害人體及皮下脂肪，長(cháng)期接觸會(huì )令皮膚乾裂、粗糙，如果滲入皮膚或血管，會(huì )隨血液危及人的血球及造血機能；被吸進(jìn)氣管、支氣管、肺部或經(jīng)血管、淋巴管傳到其他器官，甚至可能引起肌體慢性中毒。部分油墨有重金屬離子的毒性問(wèn)題，顏料和染料含致癌成分，對人體健康有很大害處。復合包裝材料在印刷中要使用大量油墨、有機溶劑和黏合劑等，這些輔料跟食品雖無(wú)直接接觸，但在食品包裝和貯存過(guò)程中，某些有毒物質(zhì)會(huì )遷移到食品里，危害人們健康。印刷油墨中常使用乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有機溶劑。這些溶劑，雖然通過(guò)乾燥可除去絕大部分，但是殘留的溶劑卻會(huì )遷移到食品中危害人體。在凹印油墨中使用的溶劑一般有丁酮、二甲苯、甲苯、丁醇等。特別是丁酮，殘留的氣味很濃。由于油墨中的顏料顆粒很小，吸附力強，雖然在印刷時(shí)已加熱乾燥，但因時(shí)間短、速度快，往往乾燥得不徹底，特別是上墨面積較大、墨層較厚的印刷品，其殘留溶劑較多。這些殘留溶劑被帶到復合工序中，經(jīng)復合后更難跑掉，會(huì )慢慢遷移滲透，因此必須將溶劑殘留控制到最低限度。
(2)對環(huán)境質(zhì)量的影響
油墨中溶劑揮發(fā)造成的大氣污染等問(wèn)題，以凹印墨最嚴重，因它使用較多VOC作為溶劑。長(cháng)期處于高濃度的VOC中，將會(huì )對人體，特別是神經(jīng)系統造成極大損害，VOC還會(huì )與空氣中的氮氧化物發(fā)生光化學(xué)反應，產(chǎn)生臭氧及煙霧，造成大氣污染。要減少VOC，有回收和燃燒排放溶劑兩種解決方法，但現在未配置這類(lèi)裝置的凹印機很多。此外，排放清洗水性油墨的水和膠印潤版液會(huì )污染水質(zhì)。印刷品及油墨容器等產(chǎn)業(yè)廢棄物的處理亦十分棘手。
二.目前主要的幾種環(huán)保油墨
要油墨符合環(huán)保要求，首先應改變油墨成分，即采用環(huán)保型材料配制新型油墨。目前，環(huán)保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。
(1)水性油墨
水性油墨與溶劑型油墨的最大區別，在于其使用的溶劑是水而不是有機溶劑，明顯減少VOC排放量，能防止大氣污染，不影響人體健康，不易燃燒，墨性穩定，色彩鮮艷，不腐蝕版材，操作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，印后附著(zhù)力好，抗水性強，乾燥迅速，故特別適用于食品、飲料、藥品等包裝印刷品，是世界公認的環(huán)保型印刷材料，也是目前所有印刷油墨中唯一經(jīng)美國食品藥品協(xié)會(huì )認可的油墨。目前美國塑膠印刷中有40％采用水性油墨，其他經(jīng)濟發(fā)達國家(如日本、德國、法國等)在塑膠薄膜印刷中使用水性油墨的用量也愈來(lái)愈多。今年6月英國就立法禁止溶劑型油墨印刷食品薄膜。據有關(guān)資料報道，在美國，符合VOC規定的水性墨必須達到使用狀態(tài)的油墨組成中，揮發(fā)成分比例在25％以下，水分在75%以上；水分少的油墨在使用狀態(tài)下，不揮發(fā)的成分在60％以上這兩個(gè)標準。水性油墨通常供紙制品包括紙塑復合產(chǎn)品印刷使用。特性是能滿(mǎn)足紙張印刷的吸墨性，使印刷品著(zhù)色豐滿(mǎn)，更難得的是其溶劑是水和乙醇，對環(huán)境污染性小，號稱(chēng)是環(huán)保綠色油墨。
(2)紫外光固化油墨
紫外光固化(UV)油墨是指在紫外線(xiàn)照射下，利用不同波長(cháng)和能量的紫外光使油墨成膜和乾燥的油墨。利用不同紫外光譜，可產(chǎn)生不同能量，將不同油墨連結料中的單體聚合成聚合物，所以UV油墨的色膜具有良好的機械和化學(xué)性能。UV油墨的主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)不用溶劑；(2)乾燥速度快，耗能少；(3)光澤好，色彩鮮艷；(4)耐水、耐溶劑，耐磨性能好。UV油墨中光引發(fā)劑是一種易受光激發(fā)的化合物，在吸收光照后激發(fā)成自由基，能量轉移給感光性分子或光交聯(lián)劑，使UV墨發(fā)生光固化反應。目前UV墨已成為一種較成熟的油墨技術(shù)，其污染物排放幾乎為零。據統計，UV油墨的年產(chǎn)量日本約1.6萬(wàn)噸，歐洲約1.8萬(wàn)噸，北美約1.9萬(wàn)噸。除了不含溶劑，UV墨還有如不易糊版，網(wǎng)點(diǎn)清晰，墨色鮮艷光亮，耐化學(xué)性能優(yōu)異，省用量等優(yōu)點(diǎn)。據資料統計，美國在2000年使用的柔性版印刷UV墨已達3500噸。
(3)水性UV油墨
水性UV油墨是目前UV墨領(lǐng)域研究的新方向。普通UV墨中的預聚物黏度一般都很大，需加入活性稀釋劑稀釋。而目前使用的稀釋劑丙烯酸酯類(lèi)化合物具有不同程度的皮膚刺激性和毒性，因此在研制低黏度預聚物和低毒性活性稀釋劑的同時(shí)，另一個(gè)發(fā)展方向是研究水性UV油墨，即以水和乙醇等作為稀釋劑。目前水性UV墨已研制成功，并在一些印刷中獲得應用。此外，主要在柔印中發(fā)揮作用的醇溶性油墨也是一種公害甚小的油墨，主要應用食品、藥品、飲料、煙酒及與人體接觸的日用品包裝印刷等方面。
(4)生物油墨
美國科學(xué)家早就致力于一種名為菌視紫質(zhì)的蛋白分子研究。天然物料往往可表現出如半導體之類(lèi)制成物料所不能輕易獲得的復雜功能。菌視紫質(zhì)源于一種生長(cháng)在鹽鹼沼澤中被稱(chēng)為「鹽制品嗜鹽桿菌」體上的強度紫色細胞膜中。照亮其蛋白質(zhì)，就能引發(fā)一個(gè)光化學(xué)反應圈。其原理是：該光化學(xué)反應圈沿著(zhù)環(huán)繞細胞膜的通道運送質(zhì)子。此細胞膜的紫色源自被稱(chēng)為「視網(wǎng)膜」的菌視紫質(zhì)成分。細胞膜通道中的胺酸與「視網(wǎng)膜」牢固結合。而溶解狀態(tài)下的「視網(wǎng)膜」與胺酸不結合，并呈淡黃色。將不同波長(cháng)的兩組鐳射，交替照射到此種蛋白分子上，即可使此蛋白分子在紫色結構與黃色結構間進(jìn)行前后轉換。正是它這種習性，激發(fā)人們對之研究與利用。它可用作類(lèi)比視網(wǎng)膜中的光敏元件，也可用作朊基處理裝置中的記憶元件或光學(xué)電腦中的記憶元件，它的薄膜還能依照外部電場(chǎng)的轉換改變顏色。在常規菌視紫質(zhì)中，與不同電場(chǎng)作用下，會(huì )形成從紫色到藍色的低對比度色彩變化。但由某種突變菌生成的菌視紫質(zhì)結構，在強電場(chǎng)的作用下，則會(huì )從藍色變?yōu)榈S色。將這種蛋白薄膜夾在組合了大量電極的透明板中，即可制成一張顯示版。對此薄膜的不同部位施用適當電壓，就能「寫(xiě)入」一頁(yè)文稿或「置入」一幅圖像。
