UV油墨的绿色创新与发展

陈贵+韩海祥

为了使油墨在满足印刷要求的同时，减少对环境及使用者的危害性，油墨制造商对绿色油墨从不同侧面进行了“绿色环保”性能的全面提升。近年来，市场上出现了多种在绿色环保方面得到显著改善的环保油墨产品，其中UV油墨作为新型环保产品，始终践行着绿色发展的理念，如今其生产技术已较为成熟，其具有不含挥发性有机化合物（VOC）、对环境污染小、固化速度快、节省能源、固化产物性能好、适合于高速自动化生产等优点。而传统油墨具有含有机挥发物、固化速度慢、不利于环境保护等诸多不利因素。可以说，相对于热固型、氧化结膜型及挥发干燥型等类型的传统油墨，在绿色环保方面UV油墨是一种主要替代品。而相对于传统的溶剂型凹印及网印、芳香烃型的普通胶印来说，UV油墨更符合绿色环保的要求，满足未来印刷行业“绿色、节能、环保、高效”等诸多发展趋势。

笔者结合多年的工作及研究经验，并根据相关资料总结了UV油墨在绿色环保方面未来发展的几大特点，以及几种新型UV绿色环保油墨，并简要叙述其相关的使用范例，供同行参考。

低气味UV油墨

低气味UV油墨，即使用高纯度原料，限定塑化剂、重金属、苯类、酮类及其他芳香烃类有机挥发物等的含量，从根源上杜绝UV油墨固化前后恶臭味的产生，实现UV油墨的低气味化。

在实际应用中，UV油墨本身虽然不含有机挥发物，且百分之百参与固化反应，但并不代表其绝对无气味。现阶段，绝大部分UV印刷的气味主要来自于两方面，一方面是自身原料所带，比如单体稀释剂、低分子量的引发剂、树脂连结料等原料，在一定条件下缓慢释放出让人不舒服的味道；另一方面是UV油墨固化后，引发剂、树脂等原料裂解产生醛类、硫类等难闻气体。

因此，为实现UV油墨固化前后低气味化，就要选择合适的原料。

首先，考虑到UV油墨使用的聚酯、聚氨酯、环氧类的丙烯酸树脂以及单体，在生产过程中有些是采用溶剂法工艺（即在苯类、烷类或醚类等有机溶剂的反应介质中，中低温条件下聚合生成），可能会存在溶剂的气味残留问题，因此要求尽量选择对溶剂多次抽取的物料，以减少UV油墨中异味的存在。

其次，UV油墨中往往会加入多种引发剂，才能通过对不同紫外光的吸收获得能量光子，引发体系中官能团发生聚合，进而完成固化。然而，市场上的引发剂种类有数百种之多，但引发效率、价格、颜色深浅以及使用范围却千差万别。目前，国内UV油墨大部分使用的是907引发剂，其化学名称为2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-吗啉-1-丙酮，此类引发剂固化后会裂解出难闻的“甲硫基”。另外，EDAB、BP二苯甲酮等引发剂在固化后均会产生臭味。为避免因引发剂而带来气味问题，UV油墨应尽量选择高档低气味型的369、EHA、TPO等引发剂。

低气味UV油墨可以应用于一些对气味敏感的领域，如食品的外包装标签、矿泉水瓶外标签、纸巾外包装等。此类UV油墨固化后气味低，对内装产品味道不会产生破坏，因此受到特定领域的重视和青睐。

植物基改性UV油墨

植物基改性UV油墨，即提升UV油墨产品中可再生资源（如松香、大豆油、亚麻油以及其他植物油等绿色环保材质）所占的比例，减少石油化工类材料的含量，具有可持续发展的潜质。

传统UV油墨中的大部分原料（聚氨酯、聚酯、环氧或聚醚等丙烯酸酯、丙烯酸类的单体稀释剂等）占整体配方的50%～70%，这些原料几乎全部来自石油化工类材料，受石油资源日益枯竭的影响，UV油墨的可持续发展也将受到一定挑战。

而植物基改性UV油墨大幅提高了可再生原材料的使用比例，一方面可以降低成本，提高生物资源利用率，另一方面有利于提高油墨及印刷品的生物可降解性能，降低对石油化工类材料的依赖程度。目前已开发成功的大豆油改性UV油墨（UV SOYA体系），受到了欧美地区一些环保理念超前的客户群体的喜爱，在一些儿童玩具标签上得到了应用。

LED UV油墨

LED UV油墨，即UV油墨走LED化之路，降低UV油墨在使用过程中的能耗，有效改善一线生产环境，减少对现场人员的危害，进一步实现UV油墨节能高效化，使紫外光固化技术真正走向节能环保高效之路。

传统UV固化装置使用的光源普遍是高压汞灯和金属卤素灯两种。电力消耗较大，灯管表面的温度可达800℃，发热量大，易对印刷机和承印物造成一定的损伤。为解决传统UV固化装置存在的问题，国外研究人员将能发射紫外光的发光二极管（LED）技术应用于UV油墨的固化中，开发了LED UV油墨印刷系统。

与传统的UV印刷系统相比，新开发的LED UV油墨印刷系统具有以下优点：①LED固化装置需要的电能更低，节省能耗费用，并大大降低CO2的排放量；②LED固化产生热量少，适用于热敏感性材质的印刷；③LED光源元件的寿命约为传统UV光源的12倍，光源更换频度大幅降低，器材损耗量随之减少；④LED可做到瞬间开启或关闭，无需预热及降温时间，作业效率得到大幅提高。

目前，LED UV油墨的生产制造已不再是难题，国内外知名油墨制造商均已推出相关产品。但就目前应用现况来看，LED UV油墨的性价比并不高，与传统UV固化方式的生产效率相比，改换LED UV装置进行UV印刷的生产效率并没有得到明显提高。可见，虽然LED固化技术的未来发展前景广阔，但要想真正地在印刷生产中推广应用，还有很长的路要走。

低迁移性UV油墨

低迁移性UV油墨，即使用大分子引发剂以及自固化树脂体系制造的UV油墨。低迁移性UV油墨可实现印刷后低迁移化的要求，使UV油墨在与食品接触方面取得较大进展，将其对人体的刺激减少到最低程度，真正能实现UV油墨低迁移化标准，达到与水性油墨同等环保地位。

目前，UV油墨已具备无溶剂挥发、气味低等诸多环保特性，因此被广泛应用于各类食品外包装印刷。虽然此类油墨并没有与食品直接接触，但其确实是组成食品包装不可缺少的一部分，其安全性也越来越受到各界的关注。

事实上，固化后UV油墨的化学成分有向食品中迁移的可能性，通过食品最终流入人体，对人体造成伤害。例如，2005年底意大利相关部门在对雀巢牛奶做常规检测时，意外发现了异丙基噻吨酮（ITX），这种物质并不属于牛奶本身的成分，后来查明ITX居然来源于牛奶外包装已经固化的UV油墨。之后雀巢公司对食品包装油墨的各成分进行了严格规定，并发布《Nestle Guidance Note on Packaging Inks》（简称“雀巢列表”）。

正因为使用普通原料配置而成的UV油墨并不能很好地控制其迁移特性，便可能导致油墨中残留物对包装内容物造成污染。油墨制造商通过筛选大分子引发剂、高纯度的活性单体及树脂以及符合法规的颜料，并将这些物质的迁移数量控制在一个很小的范围内，甚至可以达到几个PPM的级别，这便是具有较好发展前景的低迁移UV油墨。

未来，关于食品包装的各类法规条文将更为细致，检测方法更为严格。UV印刷绿色环保化必定需要新型的低迁移UV油墨，这样才可能带来印刷领域的绿色革命。

当绿色经济成为全球经济发展的基调时，实现印刷行业的绿色环保化也成为印刷企业的“风向标”。在笔者看来，UV油墨的绿色创新与发展必定会带动印刷行业的前行，期待更多有志之士加入到UV油墨绿色创新的大家庭中，为实现绿色、安全、环保及低碳的印刷事业不断贡献力量。