大豆油在胶印油墨中的应用与发展

丁艳丽

(天津天女化工集团股份有限公司 天津300300)

应用技术

大豆油在胶印油墨中的应用与发展

丁艳丽

(天津天女化工集团股份有限公司 天津300300)

环保与健康已经成为全球性问题，解决油墨有机挥发物的污染，是摆在整个油墨行业及印刷行业面前不容忽视的问题。介绍了大豆油在油墨行业的兴起、大豆油在胶印油墨中的发展现状、应用特点及最新发展趋势，主要从胶印油墨研发角度探讨如何引进大豆油替代传统矿物油溶剂，减少有机挥发物(VOCs)，利用可再生资源替代“一次性资源”，介绍了如何平衡大豆油的优缺点，解决关键技术问题，满足印刷及环保要求，促进产品升级、产业发展，推进环境友好。

大豆油 有机挥发物 油墨 印刷

0 引 言

环保与健康已经成为全球性问题，随着人们生活水平及环保意识的提高，对印刷品的环保性要求日益突出。印刷品及印刷生产中，油墨始终是环境污染及有害物质的重要来源。传统油墨造成污染的主要物质是有机挥发物(VOCs)，普通油墨中的溶剂多为含有芳香烃的石油系溶剂，可能会危害人们的身体健康。解决油墨有机挥发物的污染，是摆在整个油墨行业及印刷行业面前不容忽视的问题。因此各大油墨生产商不断努力研发各类环保油墨。

1 大豆油在油墨中应用的兴起

20世纪 70年代末期，美国由于受到石油资源的限制，首先在报纸印刷油墨上提出用植物油替代部分石油系溶剂的课题，并且很快在新闻油墨中得到了运用。90年代以后，美国大豆油协会为扩大本国大豆的出口销量，在世界范围内日益增强的保护环境运动的背景下，大力提倡油墨企业开发大豆油油墨产品。在美国，采用大豆油油墨印刷的新闻报刊都盖有美国大豆协会的“Soy Ink”认证标识，以此鼓励和推动采用环保大豆油油墨印刷。表 1为美国大豆协会规定的各种大豆油油墨中大豆油含量的最低标准。

表1 美国大豆协会规定的各种大豆油油墨中大豆油含量最低标准Tab.1 USB Min. contents of soybean oil in soybean oil inks

2 大豆油在胶印油墨的应用趋势

迄今为止，较成熟的环保型油墨有水性油墨、UV油墨及植物型油墨3种。植物型油墨中的佼佼者是大豆油油墨。大豆可年年种、年年收，是一种可再生资源，价格比其他植物油便宜，且产量大，用大豆油替代不可再生的“一次性资源”石油系矿物油，无论从资源利用还是环保角度，都具有传统油墨无可比拟的优势。

油墨是由颜料、连接料、填充料、辅助剂构成的体系，矿物油是油墨含有大量 VOCs的主要来源。大豆油油墨之所以环保是因为其油墨配方中用植物油——大豆油，全部或部分取代矿物油，有效减少了油墨中VOCs含量(大豆油油墨VOCs含量只有传统油墨的 17%,)，所以安全环保。大豆油在胶印油墨中的含量呈日益提高的趋势，但目前为止还没有一个科学的定论，大豆油油墨并非完全环保油墨，仅仅是单纯意义上有利于环境的油墨品种之一。

3 大豆油在胶印油墨中的应用特点

大豆油应用在胶印油墨中的有利因素可总结为以下几点：①替代了油墨中的部分溶剂，可有效减少挥发性有机溶剂(VOCs)，保护大气环境；②由于大豆油油墨印刷品回收再生时，有较好的易脱墨性，纸张纤维损伤小，从而可获得光亮度较好、品质较高的再生纸张；③降解性好；④在石油资源不足的情况下，可有效替代石油系溶剂。

4 大豆油在胶印油墨中应用需解决的技术问题

随着技术的发展，大豆油在新闻纸油墨、单张纸油墨、热固油墨等各类胶印油墨中得以应用和发展。大豆油在胶印油墨中的应用需解决几个关键技术问题。大豆油属于半干性植物油，其本身氧化结膜干燥性较差，连接料的设计中可选择好树脂加以平衡；大豆油形成的墨膜不够坚硬，可添加耐磨助剂来解决；油墨的抗乳化性能不好，可添加抗水助剂来平衡抗水特性。

5 大豆油在胶印油墨中的应用

油墨配方设计中，大豆油替代矿物油，要尽可能提高植物油含量，但根据油墨的种类和特性，最终还要满足印刷要求，在油墨配方设计中主要以如下几种添加方式来平衡油墨性能：

5.1 大豆油改性酚醛树脂

传统胶印油墨连接料制作中以少量胡麻油、矿物油、酚醛树脂合成，胡麻油属干性油，氧化结膜较快，矿物油在纸张上渗透较好。[1]用大豆油替代传统配方中的胡麻油和部分矿物油时，为了弥补干燥带来的缺陷，需选择分子量高、软化点好的酚醛树脂，另外要控制炼制温度和保温时间。由于大豆油替代了一部分溶剂，因此液态部分的挥发性能降低，印刷机上墨辊产生干辊现象的几率就大大降低，并且油墨转移性能的稳定对多色套印性能、着色力、网点的还原能力、色彩的再现性能等均有较大幅度的提升。

5.2 大豆油改性合成醇酸树脂

多元醇和多元酸缩合成聚酯树脂，再经植物油改性合成醇酸树脂，再添加到油墨配方中，可提高对颜料的润湿性，主要是使油墨色彩鲜艳、展色性好，具有好的光泽和附着力，并改善油墨在印刷机上的传递性。

5.3 大豆合成聚合油

大豆油和其他干性油在高温下，形成具有一定粘度的聚合油，再添加到油墨中，可提高颜料的润湿性，便于生产轧制，同时改善墨膜，提高油墨的光泽。

5.4 大豆油直接添加

胶印新闻纸油墨所用纸张纤维比较疏松，以渗透干燥为主，大豆油可直接添加到配方中，如添加适量，可满足干燥要求，但单张纸油墨以氧化结膜干燥为主，伴有渗透干燥，一般不直接添加大豆油。

5.5 大豆油改性成植物溶剂

采用化学催化法，[2]将大豆油和乙醇进行酯交换，形成新型工业溶剂——大豆油乙酯，替代传统的矿物油溶剂添加到油墨中调节油墨粘度，可大大降低油墨中矿物油的使用量。

6 大豆油在胶印油墨中应用的新发展

100%,NON-VOC油墨，也称纯植物油油墨，使用100%,植物油作为溶剂，不含矿物油，故VOCs排放极低(≤1%,)，是胶印油墨中最为环保的一种，且油墨性能优异，具有光泽高，对颜料润湿性好的特点，同时纯植物油对酚醛树脂溶解性能优异，在制备连接料时对温度要求相对较低，改变了传统矿物油为了改善润湿性能必须提高温度和延长制备时间的生产方式。[3]单纯使用 100%,大豆油还不能满足油墨的综合性能。目前油墨领域中普遍应用的植物油有大豆油、亚麻油、桐油、蓖麻油，它们有各自的物理特性，综合利用各种植物油的特性，可满足油墨印刷要求。笔者所在公司已经研制出此类产品，但是价格偏高，还未能真正大量应用到印刷领域。100%,NONVOC油墨是真正意义上的无VOCs排放的环保油墨，制成的油墨性能优异，前景广阔，具有巨大的产品升级和环保意义，值得深入研究和开发。

7 结 语

近年来，由于世界范围内环保意识的加强，采用大豆油油墨的印刷企业也日趋增加，特别是为欧美、日厂商产品提供配套(印刷外包装、内包装、说明书等)的印刷企业。随着国内环保意识的强化，未来国内的许多印刷企业会掀起采用大豆油油墨的高潮。我国是农业大国，也是全球大豆的生产国，开发和利用大豆油油墨为代表的植物油墨，不仅符合国家能源产业发展和环境保护的政策，同时可推进国内植物油脂工业的发展，扩大植物油脂的应用范围，减少不可再生石油的消费，利国利民。

［1］ 油墨制造工艺组. 油墨制造工艺[M]. 北京：轻工业出版社，2000.

［2］ 王鑫. 大豆油脂肪酸乙酯的制备及其在印刷油墨中的应用[J]. 中国油脂，2008(2)：60-62.

［3］ 马圣龙. 植物油在印刷油墨领域的应用[J]. 油墨专刊，2012(3)：37-41.

Application and Development of Soybean Oil in Offset Printing Ink

DING Yanli
(Tianjin Angel Chemicals Co., Ltd.，Tianjin 300300，China)

As environmental protection and health have become global issues, solving the pollution of ink Volatile Organic Compounds (VOCs) has become an urgent issue for the entire ink industry and printing industry. This article describes the emergence of soybean oil and its development status, application characteristics and the latest development trend in the offset printing ink industry. It discusses how to replace traditional mineral oil solvent by soybean oil to reduce VOCs and the use of renewable resources in replacing “one-off resources”. It also describes how to balance the advantages and disadvantages of soybean oil to solve key technical problems, meet the printing requirements of environmental protection and promote the industrial upgrading.

soybean oil；Volatile Organic Compounds (VOCs)；ink；printing

X796

A

1006-8945(2015)11-0014-02

2015-10-11