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标签用油墨的绿色环保及发展趋势

2016-09-11 23:46:40编辑:沐彤包装

标签行业中的环保问题反映了整个包装印刷业的环保问题,其中包含环境友好与可持续发展,对整个包装印刷业起着引领作用。这是因为:第一,标签行业是目前印刷界继续保持较高利润率的几个行业之一。从整个印刷业来看,包括出版印刷、包装印刷两大领域,标签行业的利润率是最高的。第二,因为标签行业的利润率较高,所以其几乎集中了最新型、最高端的印刷工艺和技术,国外的新型设备、新型材料,乃至最新型工艺基本上都在标签行业率先应用。第三,标签行业“高进高出”的特点决定了行业内竞争激烈。所谓“高进高出”,即承印材料的价格高,印刷品的销售价格也高,不干胶标签尤其薄膜类不干胶标签就是一个典型的案例。“高进高出”意味着标签印刷企业在管理上要实现科学化、精细化,才能应对业内的良性竞争。第四,标签行业的绿色环保反映了整个包装印刷界的环保问题。印刷环保除了材料的环保和油墨的环保,还包括了印刷品的成品率、材料损耗、油墨成本、产品利润等多个方面,这些问题不仅标签行业存在,整个包装印刷行业也都存在。因此,此次论坛剖析标签行业的绿色环保话题,意图有助于说明整个包装印刷业的环保问题。标签绿色环保应涵盖的内容 标签绿色环保一般包含以下几项内容。 (1)承印材料。我曾听过台湾材料领域的一位专家演讲,他说不干胶材料存在两大体系竞争:热熔胶体系和溶剂型胶黏剂体系。今天上午中山富洲的杜仲宝先生介绍了中山富洲用水性胶黏剂来取代溶剂型胶黏剂的做法,这是非常有意义的。 (2)印刷方式与印刷工艺。国内标签印刷目前还以凸印为主,其实几乎所有的印刷工艺都可以用于标签印刷,如胶印、凹印、柔印、凸印、网印等,我们无法说明哪一种印刷方式最为环保。比如,以前凹印墨色厚实是其一大特色,但现在同其他工艺相比,凹印墨色厚实但耗墨量大,恰巧是它不环保的一个表现。由此也在一定程度上表明,印刷业的环保重心是油墨的环保性。在这里我并不是讲柔印就是最好的印刷方式,因为所有印刷工艺存在即是合理的。例如凸印在欧美逐渐走向衰落,但在中国还有这么大的市场;而柔印被倡导多年,但目前还只占标签印刷的一角。环保印刷的重要问题 第一,环保印刷不能以提高成本为前提;第二,油墨环保不能以降低印刷适性为条件。例如,凹印软包装行业以前用的是苯类油墨,价格比较便宜,后来换成无苯类油墨,价格虽然差不多,但印刷适性不好。凹印网点的特点是网点面积与印版网穴深浅的二维性,高光小网点面积小,网穴深度也浅,油墨很容易干涸在网穴中,不易转移。这就给大家造成这样一种印象:凹印油墨去苯化对环保是一件好事,但成品率、利润率会降低,而且无苯无酮类油墨的价格也比苯类油墨要高,成本上升如何消化?这也就是大家通常所说的谁为环保埋单的问题。印刷企业希望政府为环保埋单,采用奖励政策引导,或采用惩罚政策约束,但目前显然还是不可能。所以,印刷成本、印刷效率和印刷成品率是环保印刷不可缺少的重要方面。筑起印刷环保的基石 印刷环保的基石是什么?我列了以下三条。 (1)GB/T10004-2008要求食品塑料包装中苯类溶剂不得检出,这是一个非常实用、科学的文件。 (2)HJ/T370-2007和HJ/T371-2007。HJ/T370-2007是胶印环保油墨标准,HJ/T371-2007是凹印和柔印环保油墨标准。 (3)GB9685-2008是食品容器、包装材料用添加剂使用的卫生标准。 现有标准的缺憾 我认为现有标准存在一定的缺憾。第一,有限的正向列表。有些标准采用正向许可的方法来规定准用物质,即许可使用的物质必须包含在该标准的许可栏内,许可栏内没有列入的物质不允许使用。与印刷行业密切相关的上游产业如油墨业很关键的技术是助剂,但助剂的成分是企业的极高机密。标准的制定者不可能在标准中涵盖各种油墨中的所有助剂,各油墨企业也不可能向标准制定者提供构成自己产品关键的所有物质。而且,标准根据国外相关标准的内容,采用“三取二”的选择方法,即在三个标准中若有两个共同选用了某一物质,才允许进入自己的许可栏,这种做法的安全保险系数是大了,可以保证本标准规定内容的安全性,但这样势必也大幅度缩小了许可栏的数量,即涵盖面大幅缩水。第二,技术的不断发展与阶段性许可的矛盾。目前妥协的办法是企业自己申报,过一段时间修正补充。这种做法看似有理,其实说明在要求该标准强制执行的同时,总有一些新生的不可知的物质游离于强制性标准之外。第三,由于强制性标准缺乏可操作性,由此形成的恶果是有法难依,有法不依,标准形同虚设。第四,据披露,以油墨为例,符合标准规定限量的油墨仅占行业油墨产量的0.5%,也就是说99.5%的油墨都在强制性标准规定之外。第五,在全国油墨行业占有主导地位,具有代表性的12家油墨企业尚未对用户承诺符合强制性国标,由此也可以看出油墨行业目前的环保状态了。 一方面监管缺失,产品良莠不齐,另一方面似是而非的误导导致了印刷业内概念混乱。大家都认为大豆油油墨、水性油墨、UV油墨是环保的,但所谓大豆油油墨中大豆油的含量不会超过30%,胶印油墨中除了大豆油,其实还有更关键的矿物油体系,若矿物油体系中仍然保留芳烃溶剂,我们还能说这种油墨是环保的吗?水性油墨虽然没有VOC排放,但油墨中若含有大量的氨,这也是国家环保总局的相关标准中所限定的。UV油墨也没有VOC排放,但却存在能耗、紫外线辐射、臭氧等问题,所以就目前现状来说,我们不能简单地说哪一种油墨就是环保的,必须要针对具体指标加以分析。当前市场上存在以下隐患:(1)食品包装中苯类油墨与非苯类油墨的混用。由于非苯类油墨在小网点转移方面还没有达到苯类油墨的水平,当然也有价格的因素,目前凹印工艺中还无法绝对排除苯类油墨。(2)油墨中颜料与染料的选用。有机颜料价格较贵,染料比较便宜,尤其是水性油墨,用了染料色泽更鲜艳、价格也便宜。但染料粘到皮肤上不容易被清洗,容易通过皮肤吸收,颜料则易被清洗掉。而且若用染料作为油墨色料,废水处理也是不一样的。(3)水性油墨连结料中胺与氨的控制。众所周知,水性油墨有臭味,形成臭味的主要原因是氨,水性油墨的主要连结料丙烯酸树脂在氨化时可以用有机胺,也可以用氨水,甚至可以使用氢氧化钠进行处理。这三种不同性能、不同价格的物质用于水性油墨,后果当然也不一样。(4)国外禁用的乙二醇醚及其酯类溶剂的使用。乙二醇醚及其酯类在水性油墨中的作用是提供助溶和慢干,在国外已被禁用,但国内还在使用,HJ/T371-2007标准中只是禁用了某几类。(5)油墨中的金属颜料,如金墨,国内常用铜锌合金粉末,而国外早已在采用铝粉制成银墨,加入透明黄形成金墨,以避免重金属残留。 由此可见,我国油墨行业还存在很多名不副实的环保问题。油墨行业的光明主流 当前油墨企业参差不齐,油墨产品良莠不齐,在这种状态下,我国油墨行业的光明主流在哪里?我认为,第一,需要企业自律,即在国际先进标准框架内自律,已经在国外被禁用的物质,不要利用国内相关标准的滞后性去打时间差。第二,大多数油墨企业还在力促早日颁布有强制效力的、可实行的逆向清单,即规定油墨产品中不允许包含哪些有毒有害的物质清单,而且这个清单是定期可以修正补充的。也就是说,当现今科技一旦发现目前在用的物质有害,即可以列入清单而加以限制。第三,在环保条件下降低产品成本,这是印刷市场对油墨企业的要求,而油墨企业在竞争态势下也不得不这样做。第四,在环保条件下提高印刷性能。无苯类油墨的印刷适性怎样才能达到与苯类油墨相同的水准?水性油墨的印刷适性和干燥水平怎样达到和溶剂油墨一样,它又怎么向UV油墨靠拢?第五,业内还需要关注油墨在实际应用中的能耗以及能耗与提高印刷产能的关系。例如油墨的固含量较低,所含溶剂较多,为了实现彻底干燥,印刷产能就会随之降低。如果提高了固含量,就可以有效减少油墨中溶剂的耗用,降低干燥时的能耗,干燥问题可以得到解决,印刷产能也能相应提上去。上述问题都需要油墨行业努力解决,而十分重要的两个实现手段就是油墨企业的技术研发和用户服务。新生事物层出不穷 当前,油墨行业出现了不少新鲜事物,对行业的质量提升起到了有力的引领与促进。 (1)LEDUV油墨。UV油墨的优点是没有VOC挥发,对环境友好,缺点是价格较高、能耗较大。例如,一台机组式柔印机每一色组UV灯的配置功率为160~200W/cm,假如机器印刷宽度是40cm或者50cm,那么能耗该有多大?而使用LEDUV可以有效降低能耗,在相隔不远的频谱范围同感光剂作用而提供固化能力,达到油墨的固化但降低了能耗,可以说LEDUV油墨是一种较为环保的油墨。 (2)胶印油墨的无芳烃矿物油体系。胶印油墨在大豆油墨的基础上做出了无芳烃矿物油体系。无芳烃溶剂的方案达到了环保,但油墨的印刷性能还有差距,有待于进一步提高。 (3)溶剂型油墨在环保基础上的改良。最典型的是凹印油墨,从溶解性、表面张力与蒸发速率等物理指标上进行了改良。 (4)水性油墨在非吸收性承印材料上的应用。目前国内已实现用水性油墨来印刷薄膜材料。 (5)柔印水性油墨取代UV油墨的尝试,已经取得了一定效果。油墨业立足于应用的课题研究 下面向大家介绍一下当前油墨行业的一些课题。 (1)凹印油墨与柔印油墨不同的溶解性需求。凹印中容易出现刀丝问题,但使用相同刮刀的柔印为什么没有?这是因为凹印和柔印的墨路不同,所以对油墨的溶解性要求也不同。对凹印油墨来说,更要注重溶解性问题,柔印的墨路比凹印长,所以柔印油墨的溶解性要求就不会像凹印油墨那么高。 (2)凹印油墨、柔印油墨不同的与印版表面张力的配合。柔性版、柔印油墨都是高分子材料,两种高分子材料界面存在就会有表面张力的配合问题。凹印则是在印版上把不需要的油墨刮掉,有时可以刮得很干净,有时却刮不干净,以前都把责任推到机长身上,其实这与凹印油墨的表面张力有关,油墨表面张力偏低自然就不容易刮干净。 (3)由于墨路区别形成的油墨干燥速度的差别。凹印和柔印的墨路区别较大,凹印墨路中从刮刀到压印点的距离很短,若要印刷高光小网点,有时还需要将刮刀位置向上调,使之向压印点靠拢,这样小网点中的油墨就不易干涸,容易转移出来。但在柔印过程中,刮刀刮过后的墨路,需要通过网纹辊的三分之一周长,再通过版辊的三分之二周长,才能到达压印点。一个墨路短,一个墨路长,要求的油墨干燥速度自然不一样。不同印版对油墨表面张力的需求 不同印版对油墨表面张力的需求不一样,以下几点值得关注。第一,胶印油墨通过橡皮布转移到承印材料上,不同表面张力的橡皮布与油墨转移率的关系不同,胶印停机擦橡皮布的频率也不同;第二,在刮刀将凹印版辊上的油墨刮去之后,版面会有薄薄一层的油墨残留,这是凹印污版的主要原因,不同表面张力的油墨最终结果会相差很多;第三,柔印中高光小网点处的油墨容易黏在印版上,形成堵版故障(inkfillin)同油墨特性的关系。油墨的干燥特性 我们在设计油墨产品时,肯定要适应于不同的工艺特点,不同的油墨初干性。油墨的初干性决定了高光小网点油墨的转移率。就是因为凹印油墨的初干性问题,目前国内凹印还难以实现5%以下小网点的转移,而国外已能比较顺利地实现3%小网点的凹印。油墨的硬化剂技术 众所周知,双组分油墨的耐抗性好,但两种组分按一定比例混合以后,容易发生交联反应。有时一个订单还没有完成,墨桶中的油墨发生化学反应,印刷性能起了变化,工人不得不把这些已交联的油墨倒掉,再换一桶新油墨。新的双组分硬化剂技术,将交联控制在墨桶之外,油墨在墨桶中不交联,待油墨转移到承印材料上,溶剂挥发之后,再发生交联反应。这种技术提升了墨膜的耐抗性,但又不会造成油墨固化损耗,帮助印刷企业节约了大量的油墨,这也是一种真正的环保。 顺便说一下油墨颜料比例的提升。目前凹印油墨中颜料的比例一般在10%左右,柔印溶剂型油墨的颜料比例在18%左右,水性油墨的颜料比例在20%左右,而号称没有溶剂、没有水的UV油墨中的颜料比例在20%~25%。从油墨耗用量来看,根据生产统计,凹印油墨的耗用量一般为湿墨7g/m2,柔印溶剂墨与水性油墨为2~3g/m2,UV油墨为1~2g/m2。颜料比例越低,油墨耗用量越大,反之亦然。提高油墨中的颜料比例,可以减薄墨膜,减少油墨耗用量,降低油墨干燥的能耗。当然,颜料比例的升高会影响油墨的流平性能,这同硬化剂技术一样,是一个技术同环保紧密结合的案例。立足于应用市场改善油墨 要立足于应用市场改善油墨。第一,将印刷油墨按市场应用加以细分,为不同用户提供不同油墨。第二,以技术服务为先导,以客户使用为目标,不断改善油墨产品的特性。第三,市场可以接受的目标价格。我一直认为油墨的价格不能太高,价格太高就没有市场了。第四,对于油墨企业来说,不仅要为用户提供产品,更要为用户提供服务。 其实一家好的油墨企业离不开三样东西:一个好的产品,一个好的价格和一个好的服务。上下游共同联手打造市场 两年前标签行业的利润率可以达到30%,但目前利润率已不到20%了。大家要珍惜标签行业的好形势,应以标签印刷企业为龙头维护良好局面,为产业链良好运作实施必要的让利。 油墨企业要为有利于环境、有利于行业的发展而不懈努力。油墨行业要尽快实施有约束力并切实可行的强制性环保标准。广东《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/815-2010)已经实施,但不少人还在观望,还在期望同“法不治众”博弈。美国印刷界可以把环保问题做好,因为他们有很严厉的惩罚条例。中国印刷界也能把环保问题做好,因此需要一个切实可行对所有同业者一律的标准,更需要业者的良心与自律。愿DB44/185-2010能在全国范围内得到响应和推广。
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