数字印刷所排放的VOCs污染问题

本研究报告中的数字印刷主要包括以静电成像及喷墨设备为主，仅限于单张或卷筒静电成像及喷墨成像的数字设备，应用领域也限定在商务文件复制、出版物印刷和标签印刷。在系统控制方式、数字印刷实现技术的物理本质和复制工艺等方面都不同于传统印刷，两种工艺有着质的差别。

数字印刷主要使用墨粉或者墨水，基本没有其他辅料的参与，而且目前大多数数字设备设计为全包封闭式结构，在工作过程中，设备成像单元、固化单元处于全封闭状态。因而，即便生产过程中墨粉定影、墨水的干燥固化可能产生微量的挥发性有机化合物排放，也能够方便收集处理。

1.墨粉

数字设备使用的墨粉是固体形态的粉末，除静电照相外，磁成像、离子成像、直接成像也需要使用墨粉。早期墨粉的成分很简单，就是碳粉。后来，为了改善静电照相成像和复制系统的输出质量，墨粉开始采用碳粉与聚合物混合起来的形式。尽管墨粉制造商们可能使用特定的聚合物，但大多离不开苯乙烯丙烯酸酯共聚物或聚酯树脂这两种物质。

墨粉的生产制作主要有机械研磨法和化学聚合法两种。以机械研磨为技术的墨粉生产工艺沿用了相当长的时间，曾经属主流工艺，但墨粉颗粒的尺寸变化较大，且呈锯齿不规则外形，不利于复制精细的图像。化学聚合法是一种精细化学碳粉技术，可制造出较低熔融温度的碳粉，可满足现代技术对节能和环保要求。

按墨粉的结构成分数量考虑，静电照相复制系统使用的墨粉划分成单组分和双组分两大类别，后者是着色剂（即色料）颗粒和载体颗粒的混合物，显影或输墨时载体颗粒并不转移，只有着色剂才转移到纸张表面。某些静电成像数字印刷系统使用液体墨粉，液体墨粉因载体呈液体形式而得名。其中包括其载体作用的液体，用于传递成像色料或墨粉颗粒，因此从这一角度看液体墨粉似乎也是双组分的。显影（输墨）时，液体墨粉中的带电着色颗粒由显影装置从液体中抽出，而作为载体使用的液体则必须大量或全部去除，可见真正起信息转移作用的仍然是着色颗粒，即墨粉。一般情况下，液体可回收并为以后的生产所用。

2.墨水

目前市场上主要的喷墨设备，大多使用水基墨水和UV墨水。(www.xing528.com)

水基型墨水的着色剂分为染料和颜料两种，所以分为水基型染料和颜料墨水。水基型染料墨水中，染料被水溶化，以单分子或亲水的染料聚集体（尺寸小于可见光波长范围）溶解于水，使墨水透明；打印到纸上，渗透纸张内部，保持单分子或小聚集态，可以充分显示出对光波选择性吸收特性。颜料型墨水中，水中悬浮的颜料颗粒尺寸处在可见光波长的范围，对可见光形成散射，墨水透明性受到影响，同时由于颜料为颗粒状，不能充分显示对可见光的选择性吸收特性，颜色鲜艳度受到一定损失。

UV墨水（紫外光固化）是指使用光活性预聚物作为墨水的基料，利用紫外线的辐射能量在波长200～450nm的紫外线照射下，由光引发剂产生自由基，引起基料聚合和交联反应，使油墨从液态转成固态，得以固化。喷墨用紫外光固化墨水主要由光固树脂（光活性低聚体）、活性稀释剂（稀释单体）、光引发剂、着色剂、添加剂等组成。

有关数字印刷的VOCs排放情况，经调查认为有以下几点。

①由于成像原理不同，数字设备生产过程中不存在与传统印刷油墨相同的VOCs排放。

②数字设备使用的墨粉或墨水在干燥过程中有微量VOCs排放，但由于生产环节处于密封状态，因而浓度低影响小。

③部分以液体墨粉通过湿工显影工艺印刷的静电照相数字设备，在设备内部含有机载采集、控制和回收系统，对VOCs回收并重复利用，减少了VOCs向大气中的排放。

④一般数字印刷企业生产过程VOCs为微量排放，对设备众多、生产场地局促或生产与使用印后黏结剂的后道加工混制在一起的企业，应在实测后，根据需要开展对外排放的必要治理。