環(huán)保黃豆油墨之平版印刷適性

黃豆油墨具有印刷品質(zhì)與環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，已應(yīng)用于張頁式、輪轉(zhuǎn)式、商業(yè)表格、彈性凸版油墨等方面。本研究擬對黃豆油墨的黏度、抗分裂力穩(wěn)定性、乳化特性及粒度等平版印刷適性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并在紙張展色后測得濃度及光澤度，接著再與一般傳統(tǒng)油墨進(jìn)行分析比較，以了解黃豆油墨與一般傳統(tǒng)油墨在平版包裝印刷適性上的差異。今天，中國紙業(yè)網(wǎng)編輯帶大家走進(jìn)平板印刷，詳細(xì)介紹一下相關(guān)內(nèi)容。

一、研究動機(jī)與背景

一般平版印墨的構(gòu)成包含著色劑、媒質(zhì)和一些添加物，其中媒質(zhì)主要是硬樹脂、植物油和一些非植物性的成分。黃豆油墨中的植物油是一些黃豆油的成分，黃豆油成分多寡隨著印刷方式而有所不同，它與石油基油墨的成分不大一樣，雖然黃豆油墨含有與石油基油墨相同的顏料，大部分顏料是石化制品，然而黃豆油墨可部份再分解，石油基油墨卻不可分解。

至于黃豆油墨的產(chǎn)生，是從 1979 年美國報紙出版者協(xié)會（ American Newspaper Publisher Association, ANPA ）提倡開發(fā)替代石油基的印刷油墨而來，當(dāng)時適逢第二次石油危機(jī)，原油出口組織（ OPEC ）對原油的輸出間接影響原物料的供給，為降低對國外進(jìn)口原油的依賴程度，發(fā)現(xiàn)到同時具備非揮發(fā)性和可分解性的植物油，可以制造植物性油墨替代石油基油墨，能夠提升報紙的耐擦性。加上石油基油墨中的揮發(fā)性有機(jī)化合物（ Volatile Organic Compounds, VOCs ），造成生態(tài)危害，后來學(xué)者經(jīng)過測試了兩千多種的植物油之后，認(rèn)為含有黃豆油的黃豆油墨無毒可用，因此 1987 年美國陽光化學(xué)公司開始生產(chǎn)黃豆油墨，后來引進(jìn)報業(yè)使用�，F(xiàn)在，黃豆油墨甚至已經(jīng)推廣至世界各地，后來還有標(biāo)示含有黃豆油之油墨的黃豆標(biāo)章因應(yīng)而生，臺灣也正在印刷業(yè)推廣使用（王守鴻， 2004; P. A. Noirot, 2004; E. Axmear, 2004; Patterson, 2003 ）。

在黃豆油墨的印刷適性方面，有以下特性：

（一） 油墨乳化能力較弱，而且它可以在多于五萬印的印刷中維持它的流變性質(zhì)（ rheological ）與水寬容度（ water tolerance ）（ B. Fuchs,1991; S. Z. Erhan, 1992 ）。

（二） 在加相同水量時，黃豆油墨對于水的反應(yīng)明顯比礦物性油墨來得銳利，油墨轉(zhuǎn)移回復(fù)得較干凈也較快，而且黃豆油墨有比較低的抗分裂力（ P. A. Noirot, 2004; B. Fuchs,1991 ）。

（三） 油墨黏度方面， Boris Fuchs 等人（ 1991 ）研究顯示濃縮的黃豆油墨有比較低的黏度， P. A. Noirot （ 2004 ）的研究卻提到，在 23 ℃時黃豆油黏度比礦物油大得多。

黃豆油墨在印刷的應(yīng)用上，具以下優(yōu)點(diǎn)：

（一）有良好的耐擦性，使讀者不受手沾黑的困擾。

（二）沒有刺激異味。

（三）油墨的色彩濃厚而亮麗，以致印刷業(yè)可少用油墨，節(jié)省成本并增加印刷單位。

（四）可以降低網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)張。

（五）就環(huán)保而言，黃豆油墨所含的 VOCs 成份是石油基油墨的 17% ，可說為無毒性的油墨（ E. Axmear, 2004 ）。

（六）有比較好的脫墨性，并能夠回填在黑墨混合回收使用，利于環(huán)保且低成本（ B. Simpson, 1994 ）。

至于缺點(diǎn)方面，黃豆油墨的價格，唯一比石油基油墨高的就屬用于報業(yè)印刷的黑色墨，大概貴 25% ，且黃豆油墨干燥得比礦物性油墨來得慢（ P. A. Noirot, 2004 ）。黃豆油墨在平版印刷的應(yīng)用仍面臨一些問題，像是印刷成品表面易因油墨干燥未完成，造成印刷品表面沾臟之情況，并且色相與定稿的差異大、色彩光澤度不佳、圖片表現(xiàn)層次不足、無立體感等，而且還發(fā)現(xiàn)有黑墨濃度不足、黃墨水墨平衡不佳的問題（呂麗華， 2004 ）。

基于以上黃豆油墨的特性及問題，本研究擬對黃豆油墨在平版印刷的印刷適性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，比較黃豆油墨與一般平版油墨在印刷適性上的差異，對黃豆油墨在平版印刷上的特性進(jìn)行探討。

二、研究目的

本研究將一組平版印刷黃豆油墨之青、洋紅、黃、黑墨四色，與一組一般平版印刷油墨四色進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以探討黃豆油墨和一般油墨印刷適性上的差異，提供結(jié)果給印刷業(yè)界作為參考。

本研究的目的包括：

（一） 探討黃豆油墨與傳統(tǒng)一般油墨在平版印刷適性的差異，包括油墨的抗分裂力穩(wěn)定性、黏度、乳化率、粒度的差異。

（二） 探討黃豆油墨與傳統(tǒng)一般油墨在紙張展色的濃度、色相、光澤度之差異。

（三） 從油墨抗分裂力穩(wěn)定性，計算出黃豆油墨抗分裂力穩(wěn)定性趨勢的回歸曲線方程式。

三、研究流程

本研究在于探討黃豆油墨和一般油墨在平版印刷適性上的差異，所以研究以一組黃豆油墨為實(shí)驗(yàn)組，一組一般油墨作為對照組，來比較分析黃豆油墨的印刷適性。

貳、文獻(xiàn)探討

一、植物性油墨

現(xiàn)今印刷所使用的油墨，除了傳統(tǒng)油墨之外，還發(fā)展了許多的環(huán)保型油墨。為了要油墨符合環(huán)保要求，首先應(yīng)改變油墨成分，即采用環(huán)保型材料配制新型油墨。現(xiàn)今主要的環(huán)保型油墨主要有水性油墨（ water-based ink ）、紫外線油墨（ UV ink ）以及植物性油墨（ vegetable oil-based ink ）三種。

（一）沿革

在 1980 年代，美國新聞出版協(xié)會（ ANPA ）研發(fā)一系列的印墨調(diào)配，其將硬瀝青和妥爾油脂肪酸（ tall oil fatty acid ）與碳黑顏料混合，但是這些油墨受限于價格以及妥爾油的可得性，再加上瀝青難以清理，因此并沒有完全被業(yè)界所接受。后來于 1985 年 ANPA 改良后發(fā)展出一種適合平版新聞印墨的媒質(zhì)（ vehicles ），包含堿性提煉黃豆油、碳?xì)浠�合物樹脂和顏料（王守鴻�?2004; Noirot, 2004; Axmear, 2004; Patterson, 2003 ）。

（二）構(gòu)造

植物性油墨中的植物油有三種基本型態(tài)：

1. 干性油：即印刷程序中，當(dāng)油接觸氧氣時，自液態(tài)變成固態(tài)的轉(zhuǎn)換，在此氧氣控制催化劑的作用。過去，印墨工業(yè)所用者，大致集中于干性油方面。傳統(tǒng)油墨里的媒質(zhì)通常包含了亞麻仁油或其它干性油，另外還包含一些石油物質(zhì)當(dāng)作媒質(zhì)里的溶劑

2. 半干性油：植物性油墨通常用黃豆油、玉米油、油菜籽油、妥爾油等的半干性油來取代油墨調(diào)配中的石油物質(zhì)。

3. 非干性油。

從印墨的分子構(gòu)造來看，植物油分子與礦物油分子有很大的不同，礦物油分子在不考慮分支的情形小于植物油分子三到五倍。因分子結(jié)構(gòu)之差異，植物油比礦物油重得多，所以植物油幾乎不能在加熱下固著干燥（ Noirot, 2004 ）。

（三）特性

1. 黏度

傳統(tǒng)油墨所用的油在 23 ℃時黏度是 5 mPa.s ，而亞麻仁油是 44 mPa.s ，黃豆油是 55 mPa.s （ Noirot, 2004 ），這個差異會影響到油墨在涂布紙張上的吸收。（ Noirot, 2004 ）。

2. 抗分裂力穩(wěn)定性

在加同一水量之下，植物性油墨對于加水的反應(yīng)較銳利，而且轉(zhuǎn)移恢復(fù)的較快，意指水是有限和快速的吸收，另外礦物性油墨表現(xiàn)出抗分裂力的下降，是不穩(wěn)的水分吸收，假如沒有適當(dāng)管理印刷機(jī)的話可能會導(dǎo)致過度乳化。