环保黄豆油墨之平版印刷适性

　　（一）沿革

　　黄豆油墨的产生， 是从1 9 7 9 年美国报纸出版者协会（American Newspaper Publish Association,ANPA）提倡开发替代石油基的印刷油墨而来，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，认为包含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。（王守鸿，2004; Noirot,2004; Axmear, 2004; Patterson, 2003）。

　　（二）组成

　　黄豆油墨不是指油墨由1 0 0 %的黄豆油所构成，事实上只含有一小部份的黄豆油，仍含有一些石油衍生物质。不过，美国的农业研究部门（AgriculturalResearch Service, ARS）已经发展出含有100%黄豆油和颜料的黄豆油墨，这种新油墨不含任何石油或矿物油，具有高可分解性，与良好的脱墨性质。美国农业研究部门估计，未来此种油墨价格会比现在的油墨低，可能因为100%黄豆油墨使用较多的黄豆油与较少的颜料所致，因此黄豆油的舒展剂可以提供较明亮的色彩，目前这项研发已经申请专利（Morris,1997）。以下分别对成份与制造过程进行叙述：

　　1.成份

　　（1）着色剂

　　色彩是由颜料所提供，是有机、合成的粉末，经研磨进入媒质使颜料的粒子，小于0.1微米，颜料的成分约是占印墨12~20%。

　　（2）媒质（vehicle）

　　主要由硬树脂、植物油和一些非植物性的成分组成。硬树脂主要是从松树松香（p i n e t r e e r o s i n）衍生的聚合物，约占印墨2 5%，是可再生的资源。植物油，由亚麻仁油或黄豆油组成，约占印墨的2 0%，部分的油也许不以自然的型态被使用，而像是预聚合（prepolymerized）的型态，称作醇酸树脂，其最多可达植物油8 0%的量。印墨非植物性的成分约占20~25%，称作矿物油、石油提炼物，是从石油特别提炼出来的，属于不可再利用的物质（Noirot, 2004）。

　　（3）添加物

　　像是干燥剂、抗氧化剂和蜡等物质。

　　2.制造过程

　　制造黄豆油墨所需要的配备和制造石油基油墨的一样， 在产生黄豆油墨有三个过程， 顺序如下（Patterson, 2003）：

　　（1）首先必须煮这些媒质。这里也就是指运载颜料的黄豆油，然后再添加一些染料（dyes）加以搅拌。

　　（2）再来用辊筒磨碎要到媒质的颜料。

　　（3）最后必须藉由油墨媒质来除去湿颜料泥中的水分。

　　（4）最后油墨的调制，其配方因基质与印刷方式的要求不同而异。

　　二、黄豆油墨在印刷的应用

　　黄豆油墨主要用在平版印刷，包括新闻印刷、书本和杂志，同时也能用在包装印刷、商业表格或其它商业印刷的应用。黄豆油墨在印刷的应用，油墨制造商必须针对不同类型的印刷方式做因应，油份含量也有所差异，图3（A x m e a r ,2004）是各式油墨所含黄豆油百分比直方图。自从黄豆油墨成功进入报业印刷后，也考虑到其它印刷方面的应用，以下将作简单描述。

　　（一）张页式油墨（sheet-fed ink）

　　张页式油墨使用亚麻仁油当作印墨的成份已有许多年，会使用亚麻仁油， 是因为它会让墨有良好的流动性质，但干燥需要花很长一段时间。植物油中最受欢迎的是亚麻仁油，因为它的干燥较黄豆油或红花油快速、墨膜较坚硬。为加快干燥的过程，通常需要添加锰等添加物。张页式油墨的干燥通常是藉由氧化聚合，使用在像商业印刷机比较小的印刷机，通常一次印刷在一张涂布或未经涂布的纸张。这种类型的油墨含有比新闻油墨多的树脂，在印刷涂布纸张时需要干燥得比轮转印刷还快。通常黄豆油墨含有20~30%的黄豆油，但仍至少含有10%的矿物油（陈忠辉，2000; Simpson, Tazik, Miller&Randall, 1994; Patterson, 2003;Kohler’s cornersoyink article, 2005）。

　　（二）轮转式油墨（web ink）

　　1.热固式油墨（heat-set ink）

　　热固式油墨通常是藉由加热的动作来干燥。很多轮转印刷机都使用大型纸滚来出版杂志，此种类型印刷的纸张通常是涂布的，吸收油墨里比较少的油。为解决这个问题，于是让纸张通过高温炉让油墨固着在纸张上。因此这种热固式油墨的液体组成，必须易于蒸发形成热固型的干燥。

　　然而植物油并不蒸发，可能无法在热固型干燥下得到助益， 因为印刷品必须在通过冷却辊之后干燥，若藉氧化作用干燥却需花费数小时，所以不能以氧化作用干燥的植物油特性，来利用于要约1 0%的植物油制成的树脂添加到油墨来干燥，多年来都是利用亚麻仁油来达成的，然而经过测试黄豆油以及其它植物油后，发现油墨都不易硬化，因此得知包含黄豆油等植物油，都不易蒸发，所以不适合用来取代热固式油墨中挥发性成份。如今制造商已渐用黄豆油来取代麻仁油作为热固式油墨的凡力油（varnishes），通常此类型的黄豆油墨至少需要7%的黄豆油（Patterson, 2003; 陈忠辉，2000;Kohler’scorner- soy ink article, 2005）。

　　2.冷固式油墨（cold-set ink）

　　新闻油墨是最容易来结合黄豆油的，因为平版印墨之干燥特性实际上是靠印墨渗入基质孔隙，而快速吸收而干燥，或者利用氧化方式干燥，这里的油墨通是

　　低黏度的。黑色新闻印刷的标准接着剂，是从高氧化柏油（high oxidized bitumen）或天然沥青溶解在高沸点矿物油获得的溶液??凡立油。相同的途径，沥青也可能被溶解在像黄豆油等植物油中。然而，这样所完成的接着剂，相较于矿物油性接着剂，似乎无法提供技术上的优点。像是报纸的夹报、目录、电话号码簿等吸收性的纸张，通常是使用冷固式油墨，因此这种类型的油墨通常至少含有30%的黄豆油（陈忠辉，2000; Patterson, 2003; Kohler’s corner-soy inkarticle, 2005）。

　　（三）商业表格油墨（business forms ink）

　　这种油墨使用于印刷机时，通常是印刷表格的长滚筒、未经涂布的纸张，这种类型的油墨至少含有2 0%的黄豆油。因为黄豆油墨在干燥时，黄豆油不会蒸，会在墨硬化时聚合，因此在大量商业印刷中是不利的（Patterson, 2003; http://www.soyink.com/, 1997）。

　　（四）弹性凸版油墨（flexographic ink）

　　此类弹性凸版油墨是水基或溶剂基的油墨，并不含黄豆油等植物油成份，但是却含有植物蛋白（黄豆蛋白），它可使颜料附着在纸张上完成印刷，通常黄豆蛋白含量为15~20%（Patterson, 2003）。

　　（五）其它??工业涂料

　　多年来，黄豆油主要是用来做成醇酸树脂（alkyd），它溶解在载体（carrier）溶剂里来制造出油性颜料。然而在生产出醇酸树脂，完成颜料和涂料的调配，必须将黄豆油经过加热和加压的基本化学转换，才能变成醇酸树脂。同时，粉末涂料和热固涂料已增加用于工业用的涂料，逐渐取代液态的醇酸树脂颜料。这些新涂料它们大部份干燥都是透过热、电子光、紫外线等形式，由输入能量来干燥的（S o y - B a s e d Paints and Coatings Technical Fact Sheet, 2003;Hackmann, 2002）。

　　来源：印艺273期