环保黄豆油墨之平版印刷适性

作者：陈忠辉 周宜政    来源：印艺

欢迎访问e展厅 展厅 4 涂料/油墨/染料展厅 涂料, 油墨, 颜料, 染料, 色漆, ... 黄豆油墨具有印刷品质与环保的优点，已应用于张页式、轮转式、商业表格、弹性凸版油墨等方面。本研究拟对黄豆油墨的黏度、抗分裂力稳定性、乳化特性及粒度等平版印刷适性进行实验，并在纸张展色后测得浓度及光泽度，接着再与一般传统油墨进行分析比较，以了解黄豆油墨与一般传统油墨在平版印刷适性上的差异。 壹、绪论 一、研究动机与背景 一般平版印墨的构成包含着色剂、媒质和一些添加物，其中媒质主要是硬树脂、植物油和一些非植物性的成分。黄豆油墨中的植物油是一些黄豆油的成分，黄豆油成分多寡随着印刷方式而有所不同，它与石油基油墨的成分不大一样，虽然黄豆油墨含有与石油基油墨相同的颜料，大部分颜料是石化制品，然而黄豆油墨可部份再分解，石油基油墨却不可分解。 至于黄豆油墨的产生，是从 1979 年美国报纸出版者协会（ American Newspaper Publisher Association, ANPA ）提倡开发替代石油基的印刷油墨而来，当时适逢第二次石油危机，原油出口组织（ OPEC ）对原油的输出间接影响原物料的供给，为降低对国外进口原油的依赖程度，发现到同时具备非挥发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，能够提升报纸的耐擦性。加上石油基油墨中的挥发性有机化合物（ Volatile Organic Compounds, VOCs ），造成生态危害，后来学者经过测试了两千多种的植物油之后，认为含有黄豆油的黄豆油墨无毒可用，因此 1987 年美国阳光化学公司开始生产黄豆油墨，后来引进报业使用。现在，黄豆油墨甚至已经推广至世界各地，后来还有标示含有黄豆油之油墨的黄豆标章因应而生，台湾也正在印刷业推广使用（王守鸿， 2004; P. A. Noirot, 2004; E. Axmear, 2004; Patterson, 2003 ）。 在黄豆油墨的印刷适性方面，有以下特性： （一） 油墨乳化能力较弱，而且它可以在多于五万印的印刷中维持它的流变性质（ rheological ）与水宽容度（ water tolerance ）（ B. Fuchs,1991; S. Z. Erhan, 1992 ）。 （二） 在加相同水量时，黄豆油墨对于水的反应明显比矿物性油墨来得锐利，油墨转移回复得较干净也较快，而且黄豆油墨有比较低的抗分裂力（ P. A. Noirot, 2004; B. Fuchs,1991 ）。 （三） 油墨黏度方面， Boris Fuchs 等人（ 1991 ）研究显示浓缩的黄豆油墨有比较低的黏度， P. A. Noirot （ 2004 ）的研究却提到，在 23 ℃时黄豆油黏度比矿物油大得多。 黄豆油墨在印刷的应用上，具以下优点： （一）有良好的耐擦性，使读者不受手沾黑的困扰。 （二）没有刺激异味。 （三）油墨的色彩浓厚而亮丽，以致印刷业可少用油墨，节省成本并增加印刷单位。 （四）可以降低网点扩张。 （五）就环保而言，黄豆油墨所含的 VOCs 成份是石油基油墨的 17% ，可说为无毒性的油墨（ E. Axmear, 2004 ）。 （六）有比较好的脱墨性，并能够回填在黑墨混合回收使用，利于环保且低成本（ B. Simpson, 1994 ）。 至于缺点方面，黄豆油墨的价格，唯一比石油基油墨高的就属用于报业印刷的黑色墨，大概贵 25% ，且黄豆油墨干燥得比矿物性油墨来得慢（ P. A. Noirot, 2004 ）。黄豆油墨在平版印刷的应用仍面临一些问题，像是印刷成品表面易因油墨干燥未完成，造成印刷品表面沾脏之情况，并且色相与定稿的差异大、色彩光泽度不佳、图片表现层次不足、无立体感等，而且还发现有黑墨浓度不足、黄墨水墨平衡不佳的问题（吕丽华， 2004 ）。 基于以上黄豆油墨的特性及问题，本研究拟对黄豆油墨在平版印刷的印刷适性，进行实验分析，比较黄豆油墨与一般平版油墨在印刷适性上的差异，对黄豆油墨在平版印刷上的特性进行探讨。 二、研究目的 本研究将一组平版印刷黄豆油墨之青、洋红、黄、黑墨四色，与一组一般平版印刷油墨四色进行实验，以探讨黄豆油墨和一般油墨印刷适性上的差异，提供结果给印刷业界作为参考。 本研究的目的包括： （一） 探讨黄豆油墨与传统一般油墨在平版印刷适性的差异，包括油墨的抗分裂力稳定性、黏度、乳化率、粒度的差异。 （二） 探讨黄豆油墨与传统一般油墨在纸张展色的浓度、色相、光泽度之差异。 （三） 从油墨抗分裂力稳定性，计算出黄豆油墨抗分裂力稳定性趋势的回归曲线方程式。 三、研究流程 本研究在于探讨黄豆油墨和一般油墨在平版印刷适性上的差异，所以研究以一组黄豆油墨为实验组，一组一般油墨作为对照组，来比较分析黄豆油墨的印刷适性。 贰、文献探讨 一、植物性油墨 现今印刷所使用的油墨，除了传统油墨之外，还发展了许多的环保型油墨。为了要油墨符合环保要求，首先应改变油墨成分，即采用环保型材料配制新型油墨。现今主要的环保型油墨主要有水性油墨（ water-based ink ）、紫外线油墨（ UV ink ）以及植物性油墨（ vegetable oil-based ink ）三种。 （一）沿革 在 1980 年代，美国新闻出版协会（ ANPA ）研发一系列的印墨调配，其将硬沥青和妥尔油脂肪酸（ tall oil fatty acid ）与碳黑颜料混合，但是这些油墨受限于价格以及妥尔油的可得性，再加上沥青难以清理，因此并没有完全被业界所接受。后来于 1985 年 ANPA 改良后发展出一种适合平版新闻印墨的媒质（ vehicles ），包含碱性提炼黄豆油、碳氢化合物树脂和颜料（王守鸿， 2004; Noirot, 2004; Axmear, 2004; Patterson, 2003 ）。 （二）构造 植物性油墨中的植物油有三种基本型态： 1. 干性油：即印刷程序中，当油接触氧气时，自液态变成固态的转换，在此氧气控制催化剂的作用。过去，印墨工业所用者，大致集中于干性油方面。传统油墨里的媒质通常包含了亚麻仁油或其它干性油，另外还包含一些石油物质当作媒质里的溶剂 2. 半干性油：植物性油墨通常用黄豆油、玉米油、油菜籽油、妥尔油等的半干性油来取代油墨调配中的石油物质。 3. 非干性油。 从印墨的分子构造来看，植物油分子与矿物油分子有很大的不同，矿物油分子在不考虑分支的情形小于植物油分子三到五倍。因分子结构之差异，植物油比矿物油重得多，所以植物油几乎不能在加热下固着干燥（ Noirot, 2004 ）。 （三）特性 1. 黏度 传统油墨所用的油在 23 ℃时黏度是 5 mPa.s ，而亚麻仁油是 44 mPa.s ，黄豆油是 55 mPa.s （ Noirot, 2004 ），这个差异会影响到油墨在涂布纸张上的吸收。（ Noirot, 2004 ）。 2. 抗分裂力稳定性 在加同一水量之下，植物性油墨对于加水的反应较锐利，而且转移恢复的较快，意指水是有限和快速的吸收，另外矿物性油墨表现出抗分裂力的下降，是不稳的水分吸收，假如没有适当管理印刷机的话可能会导致过度乳化。(end)

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