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环保黄豆油墨之平版印刷适性
来源:陕西晋商数码科技有限公司 日期:2018-6-12

  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。

 
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