印刷油墨清洗剂的技术现状及发展趋势

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(郑州大学 化工与能源学院，河南 郑州 450001)

印刷油墨清洗剂的技术现状及发展趋势

任明丹，李涛，任保增

(郑州大学 化工与能源学院，河南 郑州 450001)

对印刷油墨清洗剂的国内外研究进展进行了综述，概括分析了传统汽油、煤油类油墨清洗剂，混合溶剂型，乳化、微乳型，水基、半水基型，植物油基型等新型油墨清洗剂的优点与缺陷，并对油墨清洗剂的发展趋势进行了展望。

印刷油墨；清洗剂；现状；发展趋势

0 前言

20世纪80年代以来，环境问题已逐渐成为全球关注的焦点。随着印刷行业规模的不断扩大，我国每年要消耗大量的油墨及其清洗剂。传统油墨清洗剂的主要原料是矿物油及有机溶剂，如汽油、煤油、酮类溶剂、醚类溶剂、芳烃类溶剂等。所有这些溶剂都有不同程度的毒性，尤其是芳烃类溶剂，由于其致癌性已引起越来越多的重视。油墨清洗剂造成的污染问题不容忽视。所以，研制出安全、无污染的可替代溶剂是油墨清洗剂制备技术的关键。

近年来，国内正大力发展油墨清洗剂技术，研发、生产质量稳定、可靠的产品，该项技术正逐渐向高效率、高性能、高环保的方向发展。本文将对几种应用比较广泛的油墨清洗剂的制备技术进行综述，以期为该技术的发展方向提供参考。

1 油墨清洗剂技术的研究现状

1.1 传统汽油、煤油类油墨清洗剂

我国印刷行业最早使用的油墨清洗剂是以汽油、煤油为主要成分，它是靠汽油、煤油自身对油墨成分的溶解能力使油墨与被清洗物脱离。汽油、煤油中含有污染大气环境的挥发性有机物(VOC)，具有特殊气味，能导致人体呈现种种不适，并具有毒性、刺激性和致癌作用，如果是含铅的汽油、煤油，对人身健康的危害就更为严重。况且，汽油、煤油等都是不可再生资源，传统油墨清洗剂对汽油、煤油耗量大，据统计，我国每年清洗印刷设备就用掉10万t以上的汽油。

总之，不论从资源节约，还是从环境保护、安全生产的角度来考虑，传统汽油、煤油类油墨清洗剂被新型环保类清洗剂取代是必然趋势。世界上印刷业发达国家早在第二次世界大战之后就开始着手研究开发新型的油墨清洗剂，我国不少印刷企业也逐渐停止或禁止使用传统纯汽油、煤油类清洗剂。

1.2 混合溶剂型油墨清洗剂

用于配制油墨清洗剂的溶剂和助剂一般有汽油、煤油、低碳醇、脂肪酸酯、醚类溶剂、芳香类溶剂、酮类溶剂等。混合溶剂型油墨清洗剂是选用上述两种或多种溶剂混合在一起，在不影响清洗效果的前提下性能优于纯汽油、煤油类的一种清洗剂。徐婷[1]研发了以脂肪族溶剂为主，以少量酯、醚、醇类溶剂为辅的混合溶剂型油墨清洗剂，这种清洗剂的去污力和对印刷版及墨辊表面橡胶的腐蚀性、气味、闪点等技术性能均优于汽油、煤油等同类产品。

混合溶剂型油墨清洗剂改善了传统清洗剂的安全性能，但由于其主要成分仍为对环境及人体有害的有机溶剂，没有有效解决其污染问题，在国内并未得到广泛应用。

1.3 乳化、微乳型油墨清洗剂

乳化、微乳型油墨清洗剂是将汽油等易燃有机溶剂和水按一定比例混合，并加入乳化剂和其他助剂形成乳液或微乳液，克服了传统清洗剂易燃、易爆的缺点。乳化型油墨清洗剂分为水包油 (O/W)和油包水(W/O)两种类型。

1.3.1 水包油型(O/W)油墨清洗剂

水包油型油墨清洗剂为油水混合物，配方中减少了油性溶剂的用量，加入大量不可燃的水，克服了溶剂型清洗剂在储存和使用过程中易燃、易爆以及对人体有害的缺陷。在水包油型油墨清洗剂中，油被分散、包裹在水中，其挥发性大大降低，在避免对环境造成污染的同时，保留了有机溶剂对油墨有良好清洗力的性能。水包油型清洗剂具有配制工艺简单、清洗效果好、成本低、不易燃等优点，所以正引起人们的广泛关注和研究。王景平、余强等[2-3]从乳化剂及乳化方式选择，油、水及乳化剂用量考虑出发研制了多种新型、高效、污染小的O/W型油墨清洗剂。为了节约石油能源，减少由石油带来的污染，蒋建平等[4]从废弃的柑橘类果皮中提取的环保溶剂D-柠檬烯为主要原料研制了天然成分O/W型油墨清洗剂，该清洗剂具有油墨溶解力强、低VOC、高闪点、高燃点，使用储存安全可靠、原料可循环再生等优点，清洗效率达98%。

1.3.2 油包水型(W/O)油墨清洗剂

油包水型油墨清洗剂是以水为主要成分，配以少量有机溶剂及乳化剂研制而成的，其外相为油相(油或者溶剂)，内相为水，其界面用表面活性剂作为稳定剂。由于水的存在，外相溶剂的挥发能力减弱，溶液的闪点提高，改善了印刷车间的消防安全。为限制污染，满足VOC法规，国外印刷厂普遍采用油包水型清洗剂进行胶棍和橡皮布的清洗工作。在国内，朱桂花等[5]研制的W/O乳化型油墨清洗剂，对胶印机墨辊的湿油墨具有优良的溶解、渗透和快速洗涤能力，制备工艺条件简便、温和、易控制，产品具有良好的安全性、环保性、高效性及经济性。李倩[6]也通过对表面活性剂的复配、助剂的添加、工艺的优化，研制出了稳定性好、清洗效果出色的W/O型油墨清洗剂。

1.3.3 微乳型油墨清洗剂

微乳型油墨清洗剂是应用微乳技术配制而成的O/W型清洗剂，它将能够溶解油墨的溶剂(或复合溶剂)与互不相溶的水，通过表面活性剂和助剂的作用，在无需外界提供能量的前提下自发形成热力学稳定体系，是粒径在纳米级范围(1～100 nm)的分散体系。其外观为透明或半透明液体，对印刷油墨有特别强的清洗性能，稳定性强。国内微乳型油墨清洗剂由佛山市大宇银星化工有限公司率先研制成功，后来其他研究人员也相应地开发出了这种节能、环保、安全的新型清洗剂[7-8]。对于微乳型油墨清洗剂而言，无论是在对墨垢的去除性能方面，还是在墨垢的分散性能方面都已与汽油、煤油相当，在防锈缓蚀性能和使用安全性能方面还超过了汽油、煤油，但微乳型清洗剂的投资成本过高，不易控制，还有待进一步改善。

1.4 水基、半水基型油墨清洗剂

印刷行业为了从根本上解决油墨清洗剂的燃爆及污染问题，实现安全生产，同时减少石油资源的消耗，提倡节能减排、保护环境，研制出了非汽油、煤油类油品的水基、半水基型油墨清洗剂。

水基型油墨清洗剂的清洗作用是靠表面活性剂和碱性助剂的共同作用来完成的，在国外应用比较广泛，如美国Fies等[9-10]研制了以烷基多苷(APG)为表面活性剂的水基型清洗剂，英国TNC化学公司推出的油墨清洗剂SamaX。在国内，随着人类环保意识的不断提高，水基型油墨清洗剂的研发也逐渐浮出水面。北京蓝星科技有限公司研制出一种高效、无泡、不腐蚀印刷设备、使用安全、价格适中的水基油墨清洗剂[11]。曾小君等[12]研制的水基型油墨清洗剂去污力与乳化油清洗剂、汽油、煤油相当，安全环保,具有广阔的应用前景。

半水基型油墨清洗剂很像乳状液清洗剂，也是由有机溶剂、水和表面活性剂通过复配技术而成的，但从外观看它是透明的，含水量少，有机溶剂较多，其清洗效果要优于乳状液清洗剂，在国外应用较广。日本孔版工业株式会社和岩谷化学工业株式会社共同研制出的无污染的EE-3000油墨清洗剂就属于该类清洗剂[13]。国内中山火炬职业技术学院以植物型环保溶剂D-柠檬烯为主要原料制成了天然、无毒、易降解的半水基型清洗剂[14]。与乳状液型清洗剂相比，半水基型油墨清洗剂成本较高，使用中管理工作复杂，所以我国还处在研究阶段，尚未推广应用。

1.5 植物油基型油墨清洗剂

石油是不可再生资源，我国从1993年起就成了石油进口国，石油短缺日渐严重。为了解决能源危机，控制VOC排放，我国及欧洲一些国家都一直在尝试研究能替代有机溶剂且清洗效果好的油墨清洗剂。1980年丹麦第一次使用植物油来制备清洗剂，但由于在效果和价格方面比不上溶剂型清洗剂，所以发展比较缓慢[15]。20世纪90年代后，国外投入了大量的资金研究植物油基型油墨清洗剂，并取得了显著成效，欧洲一些国家打算逐渐以植物油基油墨清洗剂来代替溶剂型清洗剂。

植物油基清洗剂大部分是从植物(如油菜籽、大豆、椰子等)提取的脂肪酸与醇发生反应而生成的脂肪酸烷基酯，具有低VOC、对人体健康及环境危害小、低燃性、可生物降解等优点。近年来，我国在这一领域也开展了相应的研究。张刚等[16]研制的天然植物型清洗剂，其主要成分是从纯天然植物如桔子皮、柠檬皮、橙子皮中精蒸馏提取，李倩等[17]也开发出了新型的植物油基油墨清洗剂。此外，从废弃的柑橘类果皮中提取的环保溶剂D-柠檬烯也越来越受到关注。D-柠檬烯的主要化学成分是苎烯(甲基丙烯基环己烯)，具有柠檬水果芳香气味并能有效地去除油脂和污垢，与松节油物理性质相似，是新一代环保清洗剂的主要原料。国外对以D-柠檬烯为原料生产清洗剂已经有了深入的研究和应用，国内还处在初步的研究开发阶段，应用不多。

2 国内油墨清洗剂的发展趋势及展望

随着石油资源的匮乏以及企业环保意识的增强，传统汽油、煤油类油墨清洗剂已逐渐被新型环保类清洗剂取代。从资源利用与环境保护方面考虑，今后油墨清洗剂的发展方向将表现为以下两个方面：①水基、半水基型油墨清洗剂。水基、半水基型油墨清洗剂属于非汽油、煤油类油墨清洗剂。水基型油墨清洗剂的研究重点应放在选择适宜的表面活性剂和助剂，强化增溶和乳化作用来进一步提高清洗效果。半水基型油墨清洗剂的研究重点应放在降低投资成本及过程控制上，并且要加大用天然植物成分代替有机溶剂方面的研究。②植物油基型油墨清洗剂。我国对无污染、可生物降解的植物油基型油墨清洗剂的研究较少，这类清洗剂采用原料为可循环再生资源，在节约了石油能源的同时，也为油墨清洗剂指明了一条绿色化、清洁环保的道路。一方面，要加强资源整合，在废物利用、变废为宝的同时达到满意的清洗效果；另一方面，要加大对可用于油墨清洗剂的天然植物成分的开发，高度重视油墨清洗剂的绿色化方向。

综上所述，油墨清洗剂的环保问题日益受到大家的重视。笔者认为，研究人员应综合考虑相关因素，如原材料准备、产品生产及使用、日后的处理等问题，加快科研创新和技术改造，积极发展“绿色”制品，力求在提高油墨清洗剂性能的同时，最大限度地节约资源和减少对环境的危害。

[1]徐 婷.油墨清洗剂的研制[J].化工科技市场，2006，29(6)：34-36.

[2]王景平，杨庆浩.新型油墨清洗剂的研究[J].包装工程，2005，26(5)：101-108.

[3]余 强，蒋柏泉，马骐等.新型印刷油墨清洗剂的研究[J].南昌大学学报：工科版，2001，23(4)：91-94.

[4]蒋建平，李小玉.利用D-柠檬烯制备O/W乳化型油墨清洗剂的研究[J].应用化工，2008，37(10)：1185-1187.

[5]朱桂花，吕 硕.W/O 乳化型胶印墨辊清洗剂的研究[J].石油化工应用，2006，25(2)：15-17.

[6]李 倩. W/O型油墨清洗剂的研制[D].西安：西安理工大学硕士毕业论文，2007.

[7]蔡照胜，杨春生.微乳型油墨清洗剂的研制与清洗性能[J].应用化工，2006，35(1)：74-80.

[8]覃小焕，闫小武.微乳型油墨清洗剂的研制[J].应用化工，2012,41(10)：1858-1860.

[9]Fies，Matthias (Krefeld，DE)．Application of Alkyl Polyglucosides in Printing Ink Cleaners：US，6346156[P].2002-02-12.

[10]赵秦汉.环保油墨清洗剂对话录[J].中国印刷物资商情，2006(11)：48-49.

[11]单素灵,王双田，等.无泡水基印刷油墨清洗剂的研制及应用[J].清洗世界，2010,26 (2): 33-37.

[12]Zeng Xiaojun; Chen Ye; Jin Ping. Preparation of water-based ink cleaner for printed circuit boards[J].Electroplationg & Finishing，2013，32(3)：37-40.

[13]李 锋.介绍一种油墨清洗剂[J].丝网印刷，2002(3):35.

[14]蒋建平等.D-柠檬烯半水基型油墨清洗剂的研制[J].辽宁化工，2010,39(1)：28-30.

[15]李小玉，陈静静等.一种含D-柠檬烯的油墨清洗剂的研制[J].日用化学工业，2010,40(3)：178-180.

[16]张 刚，李树贵．天然植物型清洗剂：中国，1789398[P].2006-06-21.

[17]李 倩，骆光林．植物油基印刷油墨清洗剂[J].节能与环保，2007(6):30-31.

TechniquePresentSituationandDevelopmentofPrintingInkCleaner

RENMing-dan,LITao，RENBao-zeng

(College of Chemical Engineering and Energy,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China)

The research progress printing ink cleaner at home and abroad are reviewed.The advantages and defects of traditional solvent cleaners such as gasoline and kerosene,novel printing ink cleaners such as mixed solution type,emulsion type,micro-emulsion type,aqueous type,semi-aqueous type,natural component type,are briefly analyzed.In addition,the development prospects of printing ink cleaner are looked forward.

printing ink；cleaner；present situation；development trend

2013-12-30

任明丹(1990-)，女，硕士研究生；联系人：任保增，教授，博士生导师，主要从事绿色过程工程与清洁生产技术方面的研究工作，E-mail：renbz@zzu.edu.com。

TQ628.5

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1003-3467(2014)02-0021-03