環(huán)保油墨在綠色煙包中的應(yīng)用研究分析

孫 慧

（南京金升華包裝材料有限公司，江蘇 南京 210000）

煙葉稅收是國家重要稅源，在一定程度上使卷煙包裝印刷業(yè)長期占據(jù)半壁江山。在我國煙包的主流印刷工藝中，凹版印刷是最重要的一項，其以滿足大規(guī)模、穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)的需要為主，同時滿足煙包外觀顏色的穩(wěn)定性和均勻性。近年來，印刷企業(yè)越來越重視“綠色”環(huán)保，隨著環(huán)保要求的提高，人們對生活質(zhì)量的要求也在提高，迫使卷煙包裝企業(yè)轉(zhuǎn)型[1]。所以研究環(huán)保油墨對綠色包裝產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

1 環(huán)保油墨在綠色煙包中的應(yīng)用概況

80年代初期，復(fù)合材料包裝色彩在我國得到了發(fā)展。包裝印花自日本引進(jìn)以來，其色彩的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)時我國復(fù)合油墨的使用主要來自國外。直到1985年，中國的復(fù)合包裝印刷品才實現(xiàn)國產(chǎn)化。經(jīng)過三十多年的不斷發(fā)展，復(fù)合油墨材料也由最初以氯化聚烯烴樹脂為基材，發(fā)展到以氯化共聚樹脂為基材。這種改變雖然在一定程度上降低了油墨的毒性，但溶劑殘留量明顯增加。為了解決這個問題，工業(yè)上開始采用聚氨酯樹脂作為主要連接材料，完全放棄了苯基溶劑，從而實現(xiàn)了無苯的復(fù)合包裝油墨(環(huán)保油墨)[2]。

水性油墨一般含有芳香族溶劑(甲苯、二甲苯)。使用芳香溶劑不僅對工人的健康有害，而且會蒸發(fā)出有機(jī)溶劑，污染空氣；油墨進(jìn)入包裝材料，會污染藥品、食品、香煙等；在干燥色層中易產(chǎn)生殘留，因此芳香溶劑也是香煙包裝中的一個重要問題。

減少包裝印刷對環(huán)境的影響，保證消費(fèi)者的人身安全，是包裝印刷企業(yè)義不容辭的責(zé)任。隨著人們生活水平的提高，對環(huán)保性油墨的需求量越來越大，出現(xiàn)了最耐蒸煮的復(fù)合油墨。復(fù)合油墨必須在120 ℃的溫度下煮30分鐘，以保持它的穩(wěn)定性。為提高耐墨性和溶解性，可使用耐蒸煮的復(fù)合油墨，如聚氨酯樹脂，氯乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂，丁醛樹脂和纖維素樹脂。隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展，水性復(fù)合油墨逐漸取代溶劑型復(fù)合油墨產(chǎn)品。

2 綠色煙包印刷的特點(diǎn)及內(nèi)涵特征

2.1 煙包印刷的特點(diǎn)

凹印在包裝印刷中得到了廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，滿足了人們對包裝質(zhì)量的要求。油墨是卷煙印刷的重要原料，如何降低VOC排放，減少VOC污染，減少包裝印刷對環(huán)境的影響，確保消費(fèi)者的安全，是每一家卷煙包裝企業(yè)義不容辭的責(zé)任。

隨著低碳經(jīng)濟(jì)理念的深入，政府也加大了對紙煙企業(yè)的監(jiān)管力度。到目前為止，國家制定了諸如YC/T 207-2006《卷煙條與盒包裝紙中揮發(fā)性有機(jī)化合物的測定頂空-氣相色譜法》、YC/ 263-2008《卷煙與盒包裝紙中揮發(fā)性有機(jī)化合物的限量》等煙草工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，卷煙包裝產(chǎn)品的VOC測定不合格，卷煙廠必須改進(jìn)[3]。

2.2 綠色煙包印刷的內(nèi)涵特征

隨著低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，綠色煙包印刷技術(shù)已成為可持續(xù)發(fā)展的重要手段。采用的綠色煙包印刷材料有利于人體健康，符合國家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。不同產(chǎn)品對卷煙包裝材料的安全衛(wèi)生要求各不相同，在整個生產(chǎn)過程中，原料提取、包裝印刷、使用及廢棄處理，必須保證卷煙包裝材料不會對環(huán)境造成損害，盡量達(dá)到環(huán)保要求。降低能耗，最大限度地節(jié)約資源，最大限度地回收利用煙包印刷材料，凡具有以上特點(diǎn)的煙包印刷即可稱為綠色煙包印刷。

3 在綠色煙包中的幾種環(huán)保油墨

目前用于煙盒印刷的環(huán)保油墨主要有：水性油墨、UV油墨、水性UV油墨和紫外油墨。下面是各種環(huán)保油墨的種類及性能的簡單介紹。

3.1 水性油墨

水性油墨是以水性丙烯酸樹脂為粘合劑，以水和乙醇為溶劑，加入各種顏料、填料和助劑制成的。

用水性油墨印刷煙包有下列優(yōu)點(diǎn)：印刷質(zhì)量好，色彩明亮，網(wǎng)點(diǎn)完整；溫度低，不易揮發(fā)，不易爆炸，有利于安全生產(chǎn)；打印機(jī)驅(qū)動程序易于清潔和使用；符合低碳經(jīng)濟(jì)理念，是未來的發(fā)展方向。

然而水性油墨在使用過程中存在著光澤度低，干燥慢，耐堿性差等問題，如何改善這些問題，是對水性油墨的使用提出的新的要求。

3.2 UV油墨

UV油墨是由預(yù)聚物、引發(fā)劑、顏料、單體、填料和各種添加劑組成。

UV油墨用于香煙的包裝印刷，具有以下特性：加壓干燥速度快，生產(chǎn)效率大幅提高；立即固化后不會粘上任何污物，從而降低上網(wǎng)速度；精確的點(diǎn)復(fù)制、良好的圖形復(fù)制、產(chǎn)品性能穩(wěn)定；在線操作，打印方式靈活；所有成分參與反應(yīng)，無溶劑回避，對環(huán)境友好。雖然UV油墨具有廣闊的發(fā)展前景，但作為一種新技術(shù)，它的成本普遍較高，貯存期短，部分原料硬化后會產(chǎn)生一定的異味，不利于顏色使用者[4]。

3.3 水性UV油墨

利用油墨和紫外油墨各自的優(yōu)點(diǎn)，水性UV油墨取代了水性油墨中的溶劑和紫外油墨中的稀釋劑，是一種新型的防色劑。包含了水性UV固化樹脂、光引發(fā)劑、胺、顏料、填料和助劑。當(dāng)前，水性UV油墨的市場占有率仍然偏低。適用于印刷聚氯乙烯，合成紙等紙張。但隨著人們對低碳環(huán)保要求的提高，水性UV油墨將成為未來卷煙包裝印刷的新力量。

3.4 UV磨砂油墨

為了降低卷煙包裝的壓力，提高包裝的質(zhì)量，增加收入，卷煙包裝印刷業(yè)開始使用紫外線油墨。UV磨砂油墨中加入硅膠作為主要成分，使干燥壓力有冰凍感。

UV磨砂油墨主要用于印制煙盒，是優(yōu)質(zhì)卷煙包裝印刷中不可缺少的材料。煙箱印業(yè)使用環(huán)保油墨，是一個系統(tǒng)工程，也是一個長期的任務(wù)，必須從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)。

4 環(huán)保水性油墨的應(yīng)用及注意事項

4.1 環(huán)保水性油墨的組成及優(yōu)點(diǎn)

當(dāng)前，用于卷煙包裝印刷的環(huán)保油墨主要有：水性油墨、紫外油墨。下面簡單介紹一下水性油墨。

環(huán)保水性油墨的出現(xiàn)，給印刷“綠色”香煙帶來了一線曙光。50年代末期，水性油墨首次出現(xiàn)。原水油墨以碳粉、食油、滌綸鈉等為膠粘劑，用于一般書刊、雜志等低級印刷。隨著現(xiàn)代技術(shù)在材料領(lǐng)域的應(yīng)用，聚酯酸二氫鈉的合成工藝獲得了成功，成為水性油墨中最重要的粘合劑，基本滿足了當(dāng)時的壓力要求。隨著空氣污染問題日益嚴(yán)重，引發(fā)世界各國的高度重視。為解決日益嚴(yán)重的空氣污染問題，研究者們研制了一種水基油墨，用苯丙共聚樹脂作為粘結(jié)劑，這是傳統(tǒng)深色印刷的先驅(qū)[5]。

水性油墨與溶劑油墨的主要區(qū)別在于其所用溶劑為水，而非有機(jī)溶劑，從而大大降低了VOC的生成。水性油墨避免了空氣污染、不影響人體健康、不易燃燒、色澤穩(wěn)定、色彩亮麗、無腐蝕性、操作方便、價格實惠、印花后附著力好、耐水性強(qiáng)、干燥迅速，特別適用于食品、飲料、醫(yī)藥的包裝，以及對印刷材料有嚴(yán)格衛(wèi)生要求的商品、食品、香煙等，被世界公認(rèn)為環(huán)保印花材料，也是美國食品藥品協(xié)會認(rèn)可的印花油墨中唯一的印花顏色。

4.2 環(huán)保水性油墨在煙包印刷中的應(yīng)用要求及注意事項

環(huán)保水性油墨無重金屬、無VOC、無毒無味、不易燃、對人體無危害。環(huán)保水性油墨產(chǎn)品符合中國煙草總公司2008年發(fā)布的《卷煙紙箱包裝VOCs排放限值》標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格限制紙箱VOCs排放，既體現(xiàn)了對消費(fèi)者的關(guān)心，又體現(xiàn)了社會責(zé)任。環(huán)保水性油墨使用時應(yīng)注意以下幾方面。

（1）干燥溫度一般在90～100 ℃，風(fēng)量設(shè)為最大，有利于揮發(fā)性水汽的快速排泄。適合打印機(jī)配置（如打印速度，印版厚度，干燥能力）。

（2）低壓機(jī)采用不同的干燥設(shè)備，可將壓速控制在80 m/s～180 m/s。

（3）因為水汽的沸點(diǎn)比有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)高，所以在水性油墨中采用凹版油墨，使得版面厚度不同于現(xiàn)有溶劑型油墨，版面會促進(jìn)水分蒸發(fā)，增加壓力，避免水中毒。

（4）印刷粘度及pH值調(diào)整：推薦粘度采用16～18 s、pH值為7.5～8.5，這時印刷效果最好。油墨在使用前必須充分?jǐn)嚢瑁员ＷC色度穩(wěn)定，流動性好，根據(jù)印刷速度將相應(yīng)的粘度調(diào)到進(jìn)色口。打印時無需調(diào)整粘度，無需調(diào)墨，只需要加一點(diǎn)油墨。

（5）因水性油墨干燥后不溶于水，印刷時應(yīng)使壓盤處于動態(tài)或中途停止，以免堵塞。

5 水性環(huán)保油墨在綠色煙包中應(yīng)用的意義

5.1 減少印刷品表面殘留毒物

當(dāng)前，人們越來越重視食品安全和容器包裝的衛(wèi)生安全。基于此，中國煙草學(xué)會于2008年發(fā)布了《關(guān)于煙盒及紙箱包裝紙VOC限值的通知》，指出由于包裝紙及包裝印花中含有有害物質(zhì)，而溶劑油墨在包裝上很難達(dá)到食品衛(wèi)生要求[6]。

5.2 減少資源消耗和降低成本

在印刷相同規(guī)格和數(shù)量的印刷品時，水性油墨使用量比一般溶劑油墨少約10%。印刷油墨要經(jīng)常清洗，大量的有機(jī)溶劑清洗液要在溶劑油墨的使用壓力下使用。就資源和成本而言，水性油墨更經(jīng)濟(jì)，更符合當(dāng)今煙草行業(yè)倡導(dǎo)的節(jié)約的主題。

6 結(jié)論

2008年，國家煙草專賣局制定了煙架和紙盒包裝材料揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的標(biāo)準(zhǔn)，提高了印刷工業(yè)對油墨的環(huán)保要求，并著重發(fā)展水性油墨，以充分解決有機(jī)溶劑殘留問題。環(huán)保是一種趨勢，是印刷業(yè)永恒的主題。低氣壓水性涂料應(yīng)用于煙包印刷是實現(xiàn)環(huán)保的重要途徑，能有效減少絲類產(chǎn)品中揮發(fā)性有機(jī)物的排放，規(guī)范生產(chǎn)，使絲類行業(yè)朝著綠色環(huán)保低危害的方向發(fā)展。