印刷業(yè)面臨的環(huán)境污染問題

1、印刷業(yè)面臨的環(huán)境污染問題印刷工業(yè)是近 20 年來國(guó)際上技術(shù)進(jìn)步最快的產(chǎn)業(yè)之一，目前已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字印刷 的新時(shí)代。據(jù)介紹，人類從有語言到有印刷經(jīng)歷了約 10 萬年，從印刷術(shù)發(fā)明到鉛印經(jīng)歷 了 450 年，從鉛印到彩色桌面系統(tǒng)經(jīng)歷了大約 30年，從彩色桌面系統(tǒng)到多媒體電子出版 物（無紙印刷）經(jīng)歷了 3 年，從多媒體到因特網(wǎng)只用了 18個(gè)月。國(guó)際的發(fā)展趨勢(shì)是：高 檔彩色印刷品迅速增長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)、電子等高新技術(shù)在印刷工藝中廣泛應(yīng)用。目前我國(guó)印刷工業(yè)的情況是：傳統(tǒng)膠印仍占主導(dǎo)地位，柔性版印刷、絲網(wǎng)印刷發(fā)展 很快，印后裝訂聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化、彩色桌面出版系統(tǒng)已普及應(yīng)用，圖文處理系統(tǒng)的開放式及 數(shù)字化已成為印前系統(tǒng)的

2、基本特征，直接制版技術(shù)和數(shù)字印刷已成為印刷出版工業(yè)的發(fā) 展方向。印刷工業(yè)的發(fā)展以及環(huán)保法規(guī)的不斷完善，給印刷工業(yè)的發(fā)展帶來了巨大挑戰(zhàn) 和機(jī)遇，其中包括研制各種新的符合環(huán)境保護(hù)的印刷耗材；對(duì)原有的工藝進(jìn)行改造，包 括原料的改進(jìn)和干燥方式的改進(jìn)等等。 .目前在我國(guó)絲網(wǎng)印刷、 凹版印刷等印刷過程中大量使用的溶劑型油墨， 含有 50%-60% 的揮發(fā)性組分，如果加上調(diào)油墨粘度所需的稀釋劑，那么在印品干燥時(shí)，油墨所散發(fā)出 來的揮發(fā)性組分的總含量為 70%-80%。這些有機(jī)溶劑所揮發(fā)的氣體， 通過呼吸進(jìn)入工人的 體內(nèi)，對(duì)人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，對(duì)環(huán)境造成很大的危害。膠印過程中的酒精潤(rùn)版液無時(shí)無刻不向

3、車間的空氣中排放有機(jī)揮發(fā)物，在暫時(shí)停止 工作或者換色時(shí)對(duì)墨輥和橡皮布的清洗，更是大量采用了易燃、易爆的汽油（當(dāng)然從廠 家角度來看，使用汽油作為清洗劑，既方便隨手可得，清洗效果又好，干燥速度又快； 最重要的是價(jià)格便宜，大大降低了生產(chǎn)成本）。但是在看到汽油的好處時(shí)，人們常常忘 記了這么使用汽油，有可能造成爆炸的火災(zāi)，從而使印刷廠在頃刻之間化為烏有；另一 方面，在使用含鉛的汽油時(shí)，將導(dǎo)致印刷工人的慢性鉛中毒，這一點(diǎn)更被人們忽視。長(zhǎng)期以來，在各種印刷過程中的“飛墨”現(xiàn)象困擾了整個(gè)印刷過程。這是因?yàn)橛∷?機(jī)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墨輥間的墨膜被分裂、拉長(zhǎng)，產(chǎn)生斷片，在油墨的表面張力的作用下， 這些斷片收縮，形成眾

4、多球狀的細(xì)小墨滴散落在空氣中，即所謂的飛墨現(xiàn)象。飛墨問題 既是高速印刷過程中危害性極大的一類常見印刷故障，也是一類嚴(yán)重造成環(huán)境污染的問 題。飛墨給印刷過程帶來的較大危害性有：1 、對(duì)環(huán)境造成污染。油墨飛散到空氣中、機(jī)器 設(shè)備 上，墻面上等，輕者會(huì)影響到環(huán) 境的整潔、美觀，重者甚至還會(huì)引起爆烯，引發(fā)安全事故。2、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響。油墨飛散到印品上，會(huì)使印品表面產(chǎn)生一定程度的 臟污，使印品的清晰度等受到影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致印品作廢。3、對(duì)人的身體健康造成長(zhǎng)時(shí)間的損害。由于目前的油墨中普遍采用有機(jī)顏料、有 機(jī)溶劑及添加劑，在原材料中有不少含有重金屬成分。這些有害物質(zhì)會(huì)通過飛墨吸附在 工人的皮膚表

5、面，被吸入呼吸道，勢(shì)必對(duì)操作人員的健康造成不良影響。由此可見，在印刷行業(yè)中的有害氣體的排放、有害液體和固體的使用及其廢棄物的 排放，均對(duì)人體健康和人類的生存環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。環(huán)境問題不僅涉及到人類文明 的前途，也涉及到企業(yè)的生存與發(fā)展。我們?cè)谥贫ㄓ∷⒐I(yè)發(fā)展規(guī)劃時(shí)，必須同步考慮 環(huán)境保護(hù)這一問題，擬訂切實(shí)可行的有力措施。在國(guó)外為限制污染，一些國(guó)家制定了“勞動(dòng)衛(wèi)生法”、“有機(jī)溶劑排放法”等一系 列法規(guī)。這些法律、法規(guī)決定了印刷生產(chǎn)工藝和油墨的研究與發(fā)展方向。國(guó)外例如德國(guó)，早在 1982年就頒布了化學(xué)制品法，其內(nèi)容包含了 3 項(xiàng)規(guī)定： 在車間內(nèi)對(duì)工人的保護(hù)；一般健康的保護(hù)；環(huán)境的保護(hù)。在環(huán)保法律

6、的壓力下，迫使國(guó) 外的研究部門和一些廠家研究開發(fā)無溶劑的油墨，或溶劑含量低的絲網(wǎng)印刷油墨。歐美國(guó)家于 90年代前后通過了與環(huán)保有關(guān)的揮發(fā)性有機(jī)溶劑（ VOC）法律。 VOC法 律要求印刷廠和油墨生產(chǎn)廠商達(dá)到以下要求：1、在作業(yè)車間外不應(yīng)有有溶劑的氣味。 2、在作業(yè)車間內(nèi)揮發(fā)性物質(zhì)的濃度必須低于： 揮發(fā)性有機(jī)溶劑 50 毫克/ 立方米 一氧化碳 100毫克/ 立方米 一氧化氮 100毫克/ 立方米。這個(gè)嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法遲早將成為世界各國(guó)環(huán)境保護(hù)的基準(zhǔn)。 這一要求目前對(duì)大多數(shù)國(guó)內(nèi)廠家（包括印刷廠和印刷耗材生產(chǎn)廠家）都很難達(dá)到， 因?yàn)樵诟鞣N印刷過程及傳統(tǒng)耗材中存在很多與 VOC和其它環(huán)境污染問題有關(guān)

7、的成分，但 是通過努力可以解決的問題有以下一些：1 、冷固輪轉(zhuǎn)、單張紙膠印過程中大多數(shù)清洗用品和潤(rùn)片液的揮發(fā)性物質(zhì)問題：現(xiàn)在 國(guó)外已經(jīng)摒棄了汽油作為清洗用品，取而代之的是專門的油墨清洗劑（W/O乳液型），這種油墨清洗劑應(yīng)該大力推廣；同時(shí)應(yīng)該為膠印研制開發(fā)新的適應(yīng)高速輪轉(zhuǎn)膠印機(jī)的無醇 潤(rùn)版液。2 、要嚴(yán)格檢查油墨中所含的成分，不能采用含有有害重金屬的顏料來生產(chǎn)油墨，保 證工人兄弟不受重金屬的危害；同時(shí)要進(jìn)一步提高油墨的質(zhì)量，減少飛墨的產(chǎn)生。3 、熱固輪轉(zhuǎn)膠印過程是 VOC的主要產(chǎn)生者，因?yàn)槠淙軇s程在 230-340 ；油墨的 干燥是在烘干裝置內(nèi) 300高溫下強(qiáng)行干燥的， 按碳的含量算， 油墨中

8、每公斤碳會(huì)釋放出 0.3 公斤的 VOC物質(zhì)；應(yīng)該通過回收裝置將其回收。4 、輪轉(zhuǎn)凹印過程用了大量揮發(fā)性的低沸點(diǎn)的溶劑，所以會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的VOC問題，如果在輪轉(zhuǎn)凹印機(jī)上安裝了溶劑回收裝置，可以達(dá)到降低 VOC揮發(fā)量的目的；5 、在凹版印刷過程、柔性版印刷過程和絲網(wǎng)印刷過程中盡量采用以水作為溶劑的油 墨（水基墨），這樣有可能降低 VOC問題，同時(shí)應(yīng)該盡可能降低水基墨中的醇含量（通 常含有 15%的醇類）。在油墨的生產(chǎn)和研制工作中，為了符合 VOC法律的要求，西方國(guó)家目前在油墨配方 和干燥系統(tǒng)中作了很大的改進(jìn)，目前使用得比較多的油墨有以下品種：1 、輻射固化油墨。實(shí)際上 UV固化油墨早在 40 年代

9、就已經(jīng)開發(fā)出來，但是直到最近20 年才得到較大發(fā)展。由于油墨中不含溶劑，不存在 VOC問題，印刷過程對(duì)環(huán)境是友好 的。90年代后，隨著西方國(guó)家 VOC法律的實(shí)施， 應(yīng)該說人們對(duì) UV固化油墨有了進(jìn)一步的 認(rèn)識(shí)。但是 UV固化油墨成本較高，使用過程較常規(guī)油墨復(fù)雜。 2 、水基油墨。早己被柔 性版、凹版印刷、絲網(wǎng)印刷采用，但沒有用在膠印油墨上。水基柔性版油墨已經(jīng)大量用 于報(bào)刊印刷，水基凹版油墨也開始取代溶劑型油墨，但是目前這種趨勢(shì)有減慢的跡象， 會(huì)持續(xù)到更加嚴(yán)厲的法律出臺(tái)。3 、植物油基墨（主要是豆油油墨）。在膠印印報(bào)油墨中獲得了成功。在解決 VOC問題上，目前西方國(guó)家將重點(diǎn)放在研制新型的固化裝置

10、控制系統(tǒng)上和新 的油墨干燥方式上。以下就來看一下新的油墨干燥方式。VOC 法律要求印刷廠和油墨制造廠嚴(yán)格控制有機(jī)溶劑揮發(fā)生（ VOC）的排放量。 因此， 無論干燥系統(tǒng)還是開發(fā)新的油墨干燥方式，都必須考慮以下幾點(diǎn)：1 、降低 VOC的排放量；2 、因?yàn)楦稍锵到y(tǒng)要消耗大量能量，因此提高能量使用效率成為干燥系統(tǒng)應(yīng)該達(dá)到的 第二目標(biāo)。3 、隨著印機(jī)印刷速度越來越快，干燥系統(tǒng)要跟上這種趨勢(shì)，以保證印刷效率；4 、為了降低 VOC的揮發(fā)量，對(duì)溶劑含量高并且油墨用量大的印刷機(jī)，應(yīng)該考慮印刷 過程中對(duì)溶劑產(chǎn)品的在線回收利用；5 、在以上各點(diǎn)皆滿足的前提下，最后一點(diǎn)才考慮保證印刷質(zhì)量。 那么干燥系統(tǒng)應(yīng)該如何改進(jìn)

11、呢？可以按以下幾個(gè)方面來改進(jìn)：1 、改進(jìn)干燥系統(tǒng)。首先是改進(jìn)空氣噴嘴系統(tǒng)，降低空氣在烘干裝置中的速度，減少 空氣用量，減少能量消耗。但是要保持干燥的效率，因此降低空氣在烘干裝置中的速度 不是簡(jiǎn)單的調(diào)低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，而是要在保持干燥效率的前提下，改進(jìn)噴嘴系統(tǒng)。對(duì) 于已經(jīng)安裝好的設(shè)備， 仔細(xì)調(diào)整使其處于最佳工作狀態(tài)。 調(diào)好的話可以節(jié)省能源 30%-50% （最多），提高印刷速度 40%（最多），對(duì)正在使用的設(shè)備而言，這點(diǎn)也很重要。2 、改進(jìn)烘干裝置的控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在許多新型烘干裝置直接測(cè)量承印物表面的溫度， 而不像以前的烘干裝置測(cè)量的是烘箱內(nèi)的空氣溫度，這樣可以及時(shí)對(duì)承印物表面的溫度 變化作出反應(yīng)

12、，及時(shí)調(diào)整風(fēng)速和熱量，進(jìn)而節(jié)省能源；3 、應(yīng)該考慮對(duì)熱風(fēng)的循環(huán)使用。解決這個(gè)問題比較容易，在熱風(fēng)出口處安裝熱交換 器，對(duì)抽入的冷空氣進(jìn)行預(yù)熱，這樣可以達(dá)到節(jié)能的目的；4 、在烘干裝置中引入惰性氣體。因?yàn)橛行┤軇╅W點(diǎn)比較低，容易發(fā)生生產(chǎn)事故，這 樣可以保證在空氣中易燃易爆的高揮發(fā)性溶劑的安全性，提高溶劑回收裝置的效率，同 時(shí)減少空氣的流量，也就減少了用來加熱空氣的熱量，大大節(jié)省了能源。5 、因?yàn)槭褂昧诵滦偷姆垂忡R和 UV燈， UV固化系統(tǒng)的使用效率也大大提高了。 那么新研制的油墨干燥方式又應(yīng)該怎么做呢？新的油墨干燥方式欲達(dá)到的目的應(yīng)該 和干燥系統(tǒng)欲達(dá)到的目的是一致的。新研制的油墨干燥方式大概有以

13、下幾種：1 、反應(yīng)固化型。這種油墨與以前的雙組分反應(yīng)固化型油墨不同，是當(dāng)油墨與紙張接 觸時(shí)，由于油墨中某個(gè)成分與紙張中某個(gè)成分發(fā)生反應(yīng)而干燥固化，這一成果曾在惠普 噴墨打印機(jī)中得到應(yīng)用。這種反應(yīng)存在于油墨與紙張表面的涂布層上，使油墨迅速干燥。該方法使油墨固化迅速，無 VOC環(huán)保問題產(chǎn)生，但必須選用互相能發(fā)生反應(yīng)的油墨和紙張進(jìn)行印刷2 、壓力固化。用壓力將微膠囊（含有兩種以上成分的組分）加壓，使其發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)。這是無碳復(fù)寫紙中運(yùn)用的技術(shù)，這一技術(shù)用到油墨上，是把油墨制成微膠囊顆粒， 印刷過程中對(duì)油墨微膠囊施壓使之破裂，微膠囊顆粒中的兩組分發(fā)生反應(yīng)而迅速固化。 這一干燥過程無 VOC問題，也無需

14、烘干裝置。3 、調(diào)溫固化。這種油墨在常溫下呈現(xiàn)固態(tài)，印刷時(shí)升高溫度，使油墨由固態(tài)變?yōu)橐?態(tài)；當(dāng)油墨轉(zhuǎn)移到承印物表面后，由于溫度下降，墨膜迅速由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，干燥很快， 無溶劑揮發(fā)，無須烘干裝置，但需要加熱印刷元器件，在絲印中可以最先實(shí)現(xiàn)。4 、水基 UV固化技術(shù)。這一技術(shù)會(huì)克服目前固化技術(shù)的很多缺點(diǎn)，最重要的是在固 化前把水處理掉。5 、熱燃燒固化。熱固化裝置在 600-1000 高溫下將有機(jī)蒸汽變成二氧化碳和水。其 優(yōu)點(diǎn)是：應(yīng)用范圍廣，幾乎完全消除揮發(fā)性物質(zhì) - 可以高達(dá) 99.5%，對(duì)多種溶劑有效。還 可以安裝熱量回收循環(huán)裝置。其缺點(diǎn)是：投資和日常運(yùn)轉(zhuǎn)的費(fèi)用非常高，能量消耗高； 同時(shí)會(huì)產(chǎn)生

15、二氧化碳和一氧化氮。6 、催化燃燒固化。 催化燃燒干燥的溫度比熱燃燒干燥的溫度低， 在 350-600 左右， 典型的輪轉(zhuǎn)膠印機(jī)干燥溫度為 350-420，就能夠?qū)?VOC的揮發(fā)量減低 95%。但是催化劑 通常是有毒的。催化劑的壽命是有限的，需定期更新。其優(yōu)點(diǎn)為：比熱燃燒干燥裝置的 投資少，能量消耗少，對(duì)多種溶劑有效，一氧化氮?dú)堄辔锏暮枯^低。催化燃燒的方法將會(huì)更加普遍地應(yīng)用，尤其對(duì)使用溶劑型油墨的小印刷機(jī)而言，因 為對(duì)小印刷機(jī)來講，溶劑的回收并不太重要。7 、真空固化?？梢詭椭軇]發(fā)，無需熱量，固化速度比較快，可以安裝溶劑回收 裝置，但在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)比較困難。8 、冷凍固化。用吹冷風(fēng)的辦法使油墨迅速固化，固化后的墨膜在常溫下保持固態(tài)， 這種固化方式也不會(huì)有 VOC問題，但在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)同樣有一定難度。最后兩種固化方式是正在開發(fā)中的固化方式。真正用在印刷上還有重重困難。 油墨配方研制的觀念將發(fā)生變化，即從首先考慮油墨的成本轉(zhuǎn)變?yōu)橛湍某杀颈仨?服從于全印刷過程的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)復(fù)合型的干燥裝置將不斷開發(fā)出來，一些新的油墨干燥方式將會(huì)被用于特殊需 求領(lǐng)域，最