傳統(tǒng)膠印也來(lái)應(yīng)戰(zhàn)VOCs

黃偉

近來(lái)，限制VOCs（揮發(fā)性有機(jī)化合物）排放的措施頻出，印刷行業(yè)的環(huán)保形勢(shì)日益嚴(yán)峻。盡管與石油石化等行業(yè)相比，甚至是與凹印工藝相比，傳統(tǒng)膠印生產(chǎn)帶來(lái)的VOCs排放量很少，但隨著印刷行業(yè)綠色環(huán)保工作的精細(xì)化和全面化，以及出于對(duì)印刷操作工人身體健康的考慮，一些行業(yè)人士已經(jīng)關(guān)注到了傳統(tǒng)膠印領(lǐng)域的VOCs減排工作，開(kāi)始積極應(yīng)戰(zhàn)VOCs。

下面，筆者將從膠印過(guò)程VOCs來(lái)源識(shí)別和目前可行的VOCs減排措施兩方面出發(fā)，對(duì)我公司多年來(lái)在傳統(tǒng)膠印VOCs減排方面的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，文中所述的VOCs減排效果多是根據(jù)我公司實(shí)際使用情況進(jìn)行的測(cè)算，供業(yè)界參考。

膠印過(guò)程VOCs來(lái)源識(shí)別

要想做好VOCs減排工作，首要問(wèn)題是要弄清產(chǎn)生VOCs的源頭。下面我們一起來(lái)探討膠印生產(chǎn)過(guò)程中的VOCs來(lái)源。

1.印前制版所用的化學(xué)物品

傳統(tǒng)的利用分色膠片曬制PS版，需要經(jīng)過(guò)顯影和水洗兩個(gè)步驟，還需在印版上涂布保護(hù)膠。這些過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)人體和環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì)及廢棄溶液，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量VOCs。

2.油墨

印刷油墨由顏料、連結(jié)料、溶劑、助劑組成。膠印油墨中使用了異丙醇（IPA）等醇類溶劑，在使用過(guò)程中，這些溶劑大部分會(huì)揮發(fā)到空氣中，給作業(yè)環(huán)境及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)危害。

3.潤(rùn)版液

潤(rùn)版液可保證印版空白部分形成親水層，潤(rùn)版液的主要成分通常為異丙醇和磷酸。異丙醇可降低水的表面張力，避免油墨與潤(rùn)版液發(fā)生乳化作用，但其也是一種光化學(xué)氧化劑，受陽(yáng)光照射會(huì)形成臭氧，刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng)，危害人體健康及影響植物生長(zhǎng)。潤(rùn)版液中異丙醇含量越高，帶來(lái)的VOCs排放越多。

4.洗車水

印刷機(jī)部件必須要經(jīng)常清洗，常用的清洗溶劑包括正庚烷、汽油、煤油、乙二醇醚、醇類、甲苯、乙烷和特別配制的混合劑。當(dāng)印刷工人用抹布蘸取洗車水對(duì)印刷機(jī)部件進(jìn)行擦拭時(shí)，洗車水中的清洗溶劑會(huì)揮發(fā)到空氣中，隨廠房的通風(fēng)系統(tǒng)逸散至大氣中，這就是洗車水帶來(lái)的VOCs排放。值得一提的是，傳統(tǒng)使用的正庚烷、汽油、煤油等溶劑雖然清潔效果理想，但對(duì)印刷機(jī)墨輥及橡皮布卻有一定的腐蝕作用。

5.膠黏劑

廣義上的膠黏劑也包括了覆膜膠，但本文所說(shuō)的膠黏劑主要是指用于書(shū)刊印后膠訂工序中所用的材料，不包括覆膜膠。

6.覆膜膠

覆膜是將塑料薄膜涂上黏合材料，經(jīng)加熱、加壓與紙質(zhì)印刷品粘合在一起形成紙塑合一的加工技術(shù)。目前，許多書(shū)刊印刷業(yè)與包裝印刷業(yè)的覆膜工藝使用的都是溶劑型覆膜膠。由于溶劑型覆膜膠需與苯類、醇類等化學(xué)稀釋劑調(diào)配使用，在生產(chǎn)與使用過(guò)程中或者廢棄處置后均會(huì)揮發(fā)出有毒的VOCs，對(duì)人體健康及環(huán)境造成的傷害較大。

7.光油

上光屬于印刷品表面整飾加工工藝，可增加印品表面光澤度，使其具有防潮、防熱、耐曬的效果。業(yè)界一般使用溶劑型光油，溶劑型光油的稀釋劑主要為甲苯，其形成的VOCs進(jìn)入人體后會(huì)導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)和血液循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生病變。

目前可行的VOCs減排措施

界定了膠印過(guò)程的VOCs源頭，接下來(lái)，我們?cè)賮?lái)探討相應(yīng)的減排措施。印刷企業(yè)控制VOCs的做法一般有3種：一是采用環(huán)保物料進(jìn)行源頭控制；二是采用各種空氣凈化設(shè)備進(jìn)行過(guò)程控制；三是印刷成品檢測(cè)及產(chǎn)品控制。筆者認(rèn)為，要判斷某項(xiàng)環(huán)保措施是否具有應(yīng)用價(jià)值，原則是要兼顧技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)合理性。下面，筆者將針對(duì)前面提到的膠印過(guò)程VOCs來(lái)源，結(jié)合目前工作中所接觸與了解到的信息，從物料減排和技術(shù)減排兩方面提出可行的減排措施。

針對(duì)印前制版所用的化學(xué)物品的VOCs

物料減排

？引進(jìn)新型免處理/免沖洗CTP版材進(jìn)行試用評(píng)估。與普通CTP版材相比，免處理/免沖洗CTP版材免去了顯影沖洗環(huán)節(jié)，幾乎不產(chǎn)生化學(xué)廢液及VOCs。但目前該版材的耐印力較普通版材尚低，需持續(xù)關(guān)注，待技術(shù)成熟后引入。

環(huán)保成效：減少制版廢液及相關(guān)的VOCs排放，省去購(gòu)置顯影液與顯影設(shè)備的成本。

技術(shù)減排

？使用CTP制版替代膠片制版，可大大減少有毒有害化學(xué)廢液及VOCs的排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在PS制版過(guò)程中每制作2m2的PS版就會(huì)產(chǎn)生1L的廢顯影液、定影液和1L的廢水，而CTP制版因省去了顯影定影過(guò)程，大大減少了廢液的排放量，每制作2m2的CTP版僅產(chǎn)生0.2L廢液。

環(huán)保成效：CTP可以提高印前生產(chǎn)效率，減少化學(xué)物品的使用并減少80%的VOCs排放；可以減少能源消耗，節(jié)省印前和印刷準(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省人力。

？將CTP制版機(jī)所產(chǎn)生的化學(xué)廢液全部進(jìn)行密封包裝送到有資質(zhì)的供應(yīng)商處進(jìn)行回收，以減少對(duì)環(huán)境的危害及運(yùn)輸途中的VOCs排放。

環(huán)保成效：妥善處理廢物，減少化學(xué)廢液對(duì)環(huán)境的危害。妥善包裝，減少?gòu)U液在運(yùn)輸途中產(chǎn)生VOCs。

？采用留版機(jī)回用印版。采用留版機(jī)將使用過(guò)的印版清洗干凈，然后涂上保護(hù)膠膜儲(chǔ)存，待需要時(shí)再用。

環(huán)保成效：無(wú)需在補(bǔ)印和加印時(shí)重新制版，減少版材使用量，減少制版化學(xué)物品耗用及相關(guān)的VOCs排放。

？顯影液過(guò)濾循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)超濾膜對(duì)顯影液進(jìn)行凈化、分離與濃縮處理，實(shí)現(xiàn)循環(huán)再用。延長(zhǎng)顯影液使用壽命，長(zhǎng)時(shí)間保持顯影液質(zhì)量穩(wěn)定。

環(huán)保成效：高效固液分離，達(dá)到顯影廢液零排放，極大地減少顯影液消耗量及相關(guān)的VOCs排放，降低制版成本。同時(shí)又能保持水質(zhì)穩(wěn)定，提高顯影質(zhì)量。

針對(duì)油墨的VOCs

物料減排

？水性油墨。使用水性溶劑取代有機(jī)溶劑，可明顯減少油墨的VOCs排放量。水性油墨使用簡(jiǎn)單，附著力好，色彩鮮艷，特別適用于食品包裝。

環(huán)保成效：用水與乙醇取代有機(jī)溶劑，可降低VOCs的排放量，降低對(duì)人體的毒害以及對(duì)環(huán)境的污染。

？植物油基油墨。采用植物油替代傳統(tǒng)油墨中的一部分礦物油，可減少石油資源的消耗。大豆油墨是目前應(yīng)用最廣泛的植物油基油墨。與傳統(tǒng)油墨相比，其具有色澤鮮艷、濃度高、光澤好、較好的水適應(yīng)性和穩(wěn)定性、耐摩擦、耐干燥等性能。純植物油基油墨是油墨領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展方向，預(yù)計(jì)其VOCs排放量在1%以下，值得業(yè)界關(guān)注。

環(huán)保成效：植物油基油墨中植物油的含量≥20%，部分礦物油被豆油所取代，VOCs排放量有所減少，對(duì)環(huán)境的污染也減輕了。

？UV油墨。其是通過(guò)紫外光照射進(jìn)行固化的油墨。但需注意，在UV油墨配方中仍含有7%左右的傳統(tǒng)溶劑，依然存在VOCs排放。UV油墨未來(lái)的發(fā)展方向在于，結(jié)合UV溶劑的快速固化優(yōu)勢(shì)與水性油墨的無(wú)VOCs優(yōu)勢(shì)，大力開(kāi)發(fā)UV水性油墨。

環(huán)保成效：UV油墨通過(guò)紫外線固化，VOCs排放比普通油墨要低。

技術(shù)減排

？使用省墨軟件。目前市面上有不少省墨軟件，其一般是通過(guò)灰成分替代或底色去除技術(shù)，用黑墨代替彩色油墨，并且對(duì)黑色分色做最佳化，同時(shí)保持與原來(lái)色彩的一致性。

環(huán)保成效：此類軟件能將油墨用量減少20%以上，因而能夠減少油墨的VOCs排放。同時(shí)可減少油墨干燥時(shí)間、印刷準(zhǔn)備時(shí)間，降低對(duì)紙張定量的要求。

？屏幕軟打樣。在顯示器上仿真顯示印刷輸出效果，可使顯示器的顯示效果與印刷品一致，實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”。屏幕軟打樣分為本地打樣和遠(yuǎn)程打樣兩種。軟打樣可以大大縮短印刷周期，減少重復(fù)勞動(dòng)，提高效益。

環(huán)保成效：可以減少打樣紙張和油墨的用量，減少油墨的VOCs排放，縮短生產(chǎn)周期。

？中央供墨系統(tǒng)。傳統(tǒng)人工加墨既費(fèi)力氣又容易產(chǎn)生墨皮，墨桶內(nèi)殘留物多，廢棄墨桶無(wú)法處理。利用中央供墨系統(tǒng)可把油墨進(jìn)行集中處理，具有生產(chǎn)效率高、節(jié)省油墨、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、投資少、回報(bào)快、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

環(huán)保成效：可減少手工加墨造成的浪費(fèi)，可減少70%～80%的油墨損失，減少15%～30%的VOCs排放。

？為熱固型輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)的烘干爐加裝二次燃燒系統(tǒng)。將烘干爐的廢煙氣集中起來(lái)進(jìn)行二次燃燒，可將VOCs氣體徹底燃燒分解成無(wú)害氣體，最后排放出去。并將二次燃燒產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行收集，可為員工宿舍提供熱水及為廠房提供空調(diào)制冷能量。

環(huán)保成效：輪轉(zhuǎn)中心烘干爐VOCs排放經(jīng)過(guò)二次燃燒，將VOCs分解為無(wú)害氣體，并為廠區(qū)供熱供冷，既可減少VOCs排放，又可節(jié)約能源。

針對(duì)潤(rùn)版液的VOCs

物料減排

？轉(zhuǎn)用免酒精/減酒精潤(rùn)版液。以往傳統(tǒng)潤(rùn)版液普遍含10%的酒精（異丙醇），轉(zhuǎn)用免酒精/減酒精潤(rùn)版液可使異丙醇的添加量從10%下降至3%，甚至是無(wú)添加，可極大地減少潤(rùn)版液的VOCs排放。

環(huán)保成效：可降低VOCs排放，亦可降低工廠空氣的VOCs濃度，保障工人健康，傳統(tǒng)潤(rùn)版液中異丙醇含量大于10%，免酒精/減酒精潤(rùn)版液可降低70%的VOCs排放量。

技術(shù)減排

？為印刷機(jī)加裝“潤(rùn)版液過(guò)濾系統(tǒng)”，延長(zhǎng)潤(rùn)版液使用壽命，從總體上減少潤(rùn)版液的用量。

環(huán)保成效：根據(jù)某些公司的使用經(jīng)驗(yàn)，加裝“潤(rùn)版液過(guò)濾系統(tǒng)”后，每臺(tái)印刷機(jī)每年可節(jié)省潤(rùn)版液800L，比未加裝時(shí)節(jié)省56%的潤(rùn)版液，減少超過(guò)90%的VOCs排放。此外還可維持理想的水墨平衡，減少油墨的過(guò)度乳化，油墨使用量也可減少10%，因而也可減少油墨相關(guān)的VOCs排放。

？無(wú)水印刷技術(shù)。無(wú)水印刷不需要潤(rùn)版液，免除了水墨平衡的控制，印刷質(zhì)量好于有水膠印，具有良好的應(yīng)用前景。

環(huán)保成效：印刷質(zhì)量好于傳統(tǒng)膠印，不產(chǎn)生廢液，不用潤(rùn)版液，也減少?gòu)U液處理費(fèi)用，降低VOCs排放，降低車間空氣中的VOCs濃度，保障印刷工人的健康。

針對(duì)洗車水的VOCs

物料減排

？轉(zhuǎn)用環(huán)保洗車水。環(huán)保洗車水具有沸點(diǎn)高、揮發(fā)性低的特點(diǎn)且對(duì)橡皮布無(wú)腐蝕作用，可減少洗車時(shí)的VOCs排放，降低因使用汽油、煤油等溶劑而存在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

環(huán)保成效：高沸點(diǎn)洗車水的VOCs含量比汽油的VOCs含量減少了40%，可保障工人健康。

技術(shù)減排

？為印刷機(jī)加裝自動(dòng)橡皮布清洗系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以減少停機(jī)清洗橡皮布的時(shí)間，而且可以避免清洗過(guò)程產(chǎn)生的廢液，減少VOCs排放。

環(huán)保成效：既節(jié)省了人力，又節(jié)省了5%的洗車水的使用，同時(shí)能節(jié)省60%的橡皮布清洗時(shí)間，還可避免使用汽油清洗滾筒所產(chǎn)生的VOCs排放，整體降低了20%～30%的VOCs排放，保障了工人的健康。節(jié)省停機(jī)清洗滾筒的時(shí)間，提高生產(chǎn)力。

？高壓水沖洗。利用高壓水的沖擊力替代洗車水來(lái)清洗油墨污漬和積塵。

環(huán)保成效：減少了洗車水的用量以及清洗過(guò)程中的VOCs排放，清洗后的污水經(jīng)過(guò)濾后可循環(huán)使用。

針對(duì)膠黏劑的VOCs

物料減排

？環(huán)保型膠黏劑。采用PUR熱熔膠取代EVA熱熔膠。PUR熱熔膠不存在環(huán)境污染及中毒問(wèn)題；可操作性好，短時(shí)間內(nèi)可固定待粘合物料；耐熱、耐寒、耐水汽、耐化學(xué)品、耐溶劑。

環(huán)保成效：PUR熱熔膠不僅自身無(wú)任何揮發(fā)成分，VOCs排放可以減少至零而且膠體用量比EVA熱熔膠節(jié)省30%。

？使用水溶性白膠漿。采用水溶性白膠漿替代溶劑型膠黏劑。溶劑型膠黏劑可導(dǎo)致皮膚、呼吸道受刺激或敏感，甚至導(dǎo)致職業(yè)性哮喘。

環(huán)保成效：減少VOCs排放，保障員工身體健康。

針對(duì)覆膜膠的VOCs

物料減排

？使用水性膠水覆膜。采用水性溶劑取代有機(jī)溶劑，消除覆膜過(guò)程中有機(jī)溶劑對(duì)人體的毒害并減少VOCs排放。

環(huán)保成效：減少VOCs排放，保障員工身體健康。

？采用預(yù)涂覆膜。預(yù)涂覆膜是預(yù)先在薄膜表面鋪上熱熔膠水，在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行加熱，令膠水融化，隨后進(jìn)行覆膜。

環(huán)保成效：完全免除使用稀釋劑，大大減少VOCs排放；減少加工工序，提高約30%的生產(chǎn)效率。

技術(shù)減排

？覆膜機(jī)廢氣處理系統(tǒng)。將覆膜機(jī)膠水槽及上膠部分隔離，將其中的廢氣抽出導(dǎo)入活性碳吸附槽內(nèi)，去除廢氣中的VOCs。

環(huán)保成效：通過(guò)活性碳吸附可去除90%以上的VOCs，保障工人健康。

針對(duì)光油的VOCs

物料減排

？水性光油。水性光油用水作為溶劑，可極大減少有毒有害VOCs的排放，但目前的不足之處是干燥速度較慢。

環(huán)保成效：使用水替代有毒有害溶劑，降低VOCs排放，減少對(duì)人體及環(huán)境的危害。

？水性UV光油。普通UV光油雖然不含溶劑，但有時(shí)需加入稀釋劑調(diào)整濃度，這些稀釋劑也會(huì)釋放VOCs，而水性UV光油，不再添加化學(xué)溶劑，只用水作為稀釋劑，可減少化學(xué)物品的使用。但目前水性UV光油耐磨性較普通UV光油弱，尚待改進(jìn)。

環(huán)保成效：水性UV光油的使用，可以極大減少VOCs排放。

技術(shù)減排

？UV上光機(jī)廢氣處理系統(tǒng)。與溶劑型光油相比，UV光油工作時(shí)排放的VOCs已得到極大減少。但在生產(chǎn)中，UV光油中用來(lái)調(diào)節(jié)黏稠度的稀釋劑仍會(huì)產(chǎn)生較多的VOCs，通過(guò)增加廢氣處理系統(tǒng)，將廢氣導(dǎo)入裝有活性碳纖維布的吸附槽內(nèi)，去除廢氣中的VOCs。

環(huán)保成效：UV上光機(jī)廢氣處理系統(tǒng)中，活性碳纖維布的VOCs去除率可達(dá)90%以上，可降低VOCs排放，保障員工健康。

隨著科技的不斷發(fā)展，新材料與新技術(shù)還將不斷涌現(xiàn)，其也必將向著更加環(huán)保和可持續(xù)的方向發(fā)展。上文列出的材料與技術(shù)，僅是筆者目前工作中所接觸到的，作拋磚引玉之用。

正確的觀念永遠(yuǎn)比先進(jìn)的技術(shù)更重要。面對(duì)環(huán)境壓力，最迫切、最重要的是我們要具有強(qiáng)烈的環(huán)保意識(shí)和體恤員工的意識(shí)，時(shí)刻關(guān)心員工健康，保護(hù)自然環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)印刷的可持續(xù)發(fā)展。