收稿日期: 2007205229
作者简介: 王莉(1972 - ) ,女,河南长垣县人,硕士,河南工程学院副教授,主要从事印刷与包装专业的教学和科研。
包装印刷对环境的污染及治理措施
王莉1 , 龚文才2
(1. 河南工程学院, 郑州450007; 2. 河南地质彩色印刷厂, 郑州450006)
摘要: 主要阐述了包装印刷工业在印刷材料及生产工艺过程中如何造成环境的污染,并针对各
项污染提出了相应的治理措施,对包装印刷工业的可持续发展具有指导意义。
关键词: 包装印刷; 环境; 污染; 油墨; 纸张
中图分类号: TS802; X323 文献标识码: B 文章编号: 1001 - 3563 (2007) 11 - 0201 - 04
E n v ironm e n ta l P o llu t ion s of P a ck a ge P r in t in g a n d S o lv in g C ou n te rm e a su re s
WANG L i1 , GONGW en2cai2
(1. Henan Institute of Technology, Zhengzhou 450007, China;
2. Zhengzhou Color Printing Factory of Geology, Zhengzhou 450006, China)
A b s t ra c t: The environmental pollution of p rintingmaterials and p rocesseswere introduced. The coun2
termeasures to treat the pollutionswere put forward. The purpose was to p rovide reference for sustainable de2
velopment of package p rinting.
Ke y w o rd s: package p rinting; environment; pollution; ink; paper
工业生产的高度发展为人类创造了物质文明,同时也带来
了一系列的环境问题:环境污染、资源枯竭、生态破坏等诸多全
球性环境问题制约了经济的可持续发展,危害了人类的长远利
益,生态环境的可持续发展是21世纪人类面临的最迫切的课
题。包装印刷行业也毫无例外地面临着环境、资源等问题。如
何实现绿色包装印刷,已成为包装印刷业面临的历史责任,是
消费者未来的必然需求,也是全世界包装印刷业发展的趋
势[ 1 ]。
1 包装印刷污染
目前包装印刷业主要在以下几方面参与了环境污染。
1. 1 胶片
目前包装印刷业主要采用模拟印刷(即有版印刷) ,在制
版时多采用照排机出胶片,再制成印刷版。胶片是感光材料,
其光敏物质是卤化银,定影后的废液中含有银离子和其它化学
物质,对环境有污染。虽然定影液可回收,但毕竟很有限。
1. 2 油墨
油墨是目前印刷工业最大的污染源。世界油墨年产量已
达300万吨,每年由油墨引起的全球有机挥发物(VOC)污染排
放量已达几十万吨[ 2 ] 。
1) 油墨对人体健康的影响
印刷油墨由颜料、连结剂、溶剂、辅助剂组成。有些无机颜
料含铅、铬、铜、汞等重金属元素,具有一定毒性,不能用于印刷
食品包装和儿童玩具;部分有机颜料含联苯胶,有致癌成分;部
分有机溶剂会损害人体及皮下脂肪,甚至可能引起肌体慢性中
毒[ 2 ]。
2) 油墨对环境质量的影响
油墨中的有机挥发物,可以形成比二氧化碳更严重的温室
效应[ 2 ] ,而且在阳光的照射下会形成氧化物和光化学烟雾,严
重污染大气环境。
1. 3 纸张、塑料等承印材料
纸张是主要的承印材料,目前广泛采用工业造纸。工业造
纸不但消耗大量的森林资源,造成水土流失,气候变差,而且在
工业化造纸时大量采用烧碱、有机溶剂,产生大量的废气、废
水、废液,环境污染非常严重。
近年来,随着化学工业的发展,塑料包装材料迅猛增加,对
环境污染非常严重。例如生产发泡塑料时使用的氟氯烷烃类
物质从而导致地球臭氧层减少;一次性发泡塑料餐具废弃后导
致“白色污染”,塑料包装废弃物进入江河、湖泊和海洋造成水
质污染。
1. 4 印刷及印后加工
印刷方式多样。例如胶印要采用润湿液、清洗剂、调墨剂
等多种化学试剂,它们很多是有机物,会产生大量的废液,对环
境污染不容忽视。印后加工使用的覆膜材料、上光油等多是有
机物,其使用后的废物对环境也是一种污染。还有,印刷设备
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王莉等 包装印刷对环境的污染及治理措施
生产时产生的噪音对周围环境产生噪声污染。
2 实现绿色包装印刷的措施
人类在创造物质文明的同时也破坏了大自然生态环境的
和谐。春天的沙尘暴、冬天的反常温暖、土壤沙化、江河干涸。
面对环境日渐恶化的情况,包装印刷者能够为改善环境做些什
么? 笔者在此对它进行分析,以利于有效地控制各种因素对环
境的污染。
2. 1 绿色印前设计
长期以来,人们对包装印品设计的认识和实践是以产品需
要、市场需求和商品促销为基础,其设计创意的定位重点放在
产品需要和易于销售等2个领域,在整个设计过程中很少涉及
到环境问题。进入20世纪90年代以来,环境的挑战使人们在
包装印品设计中做出适当的反应,很多包装印刷企业和设计公
司已经开始从设计龙头入手贯彻环保思想。例如世界上最大
的包装公司之一索诺科公司自1990年就对生产的产品采取了
环保措施,向社会提出: "我们既制造了它,我们就要回收它" ,
开始从用户手中回收使用后的产品,防止印刷污染在社会蔓
延。如何在设计中考虑对环境污染的影响,实施绿色包装设计
已成为近年来包装设计研究的热点。
绿色包装设计应把印刷产品视为人类生存的有机元素,在
包装设计时,既包括印品形态、结构的造型符合印品要求,图
形、文字、色彩等符合绿色产品的审美需要,严忌视觉污染,过
度包装、浮夸包装现象[ 3 ] ,又要做好从材料的选择及生产后续
加工方面加强绿色印刷设计的入口把关。用对人体和环境无
污染,可回收利用或可再生的材料来设计印刷产品。设计时强
调人类在遵循生态规律和社会审美法则的前提下,运用科学的
策略、手段使人造物品符合自然人文特性,它所带给人们的不
是短暂的视觉震惊,而是持久的物质与精神享受。
2. 2 绿色包装印刷材料的选择
印刷材料是印刷设计的物流媒体,材料的特性往往决定了
在生产过程和使用过程中充分发挥材料能量的效能。绿色印
刷材料应选用低能耗、低成本、少污染、可回收利用、可降解和
易加工的材料。尤其是生活用品包装诸如食品、服装领域内使
用的包装材料更应满足此要求。
材料加工业正加强绿色印刷材料的开发和研制。纸包装
材料及可食性、可降解、再循环使用等新型材料的出现,缓解了
生态环境的压力,降低了日益枯竭的石油资源消耗,减少了环
境污染,也能解决国际上禁止使用不可降解包装材料而对我国
出口商品造成的“绿色壁垒”。绿色包装材料的广泛生产和使
用,无论是从环境保护的实际角度,还是从国民经济可持续发
展的全局,抑或是从高新印刷材料技术的角度来说,都具有十
分重要的意义,也是贯彻落实科学发展观在印刷业的具体体
现。
2. 2. 1 新型胶片
现在有一种“绿色胶片”———干版胶片(干片成像)工艺问
世。
干版胶片成像与传统的湿片成像原理相同,惟一区别只是
所需的激光能量不同,干片所需能量相对要高些。这种胶片没
有传统胶片的曝光和冲卷过程,也不需显影机,自然也就免除
了相关的设备和操作过程,最主要的是不使用任何化学药剂就
可成像,对环保极为有利,堪称“绿色”成像技术。
2. 2. 2 油墨
为了减少油墨对环境的破坏,就要使用无污染的新型油
墨。目前,环保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨、生物油
墨、醇溶性墨和其它新型环保油墨。
(1) 水性油墨:水性油墨与溶剂型油墨的最大区别,在于
其使用的溶剂是水而不是有机溶剂,明显减少VOC排放量,能
防止大气污染,不影响人体健康,不易燃烧,墨性稳定,不腐蚀
版材,操作简单,价格便宜,干燥迅速,故特别适用于食品、饮
料、药品等包装印刷品,是世界公认的环保型印刷材料,也是目
前所有印刷油墨中唯一经美国食品、药品协会认可的油墨。
在世界一片加强环保的呼吁声中,无污染、无毒、无公害的
水性墨越来越受到人们的重视。以美国为例, 95%的柔性版印
刷品采用水墨, 80%的凹版印刷品采用水墨,塑胶印刷中有
40%采用水性油墨[ 2 ] ,其他经济发达国家(如日本、德国、法国
等)在塑胶薄膜印刷中使用水性油墨的用量也愈来愈多。
近几年来,我国也引进了很多窄幅柔性版印刷生产线,有
的设备指定要用水性墨印刷。
可喜的是,我国已研制成功了环保型的高精度水性油墨系
列产品,具有无毒、无刺激气味、无腐蚀性、不燃、不爆,使用安
全性好的特性。产品在使用中可直接用自来水或乙醇稀释,对
环境和人体都不构成危害,印品在干燥后不仅无有害残留物
质,而且不溶于水、乙醇及碱性物质,完全可以取代高档的进口
水性油墨,对我国柔韧性版印刷的配套国产化产品起到了积极
的推进作用。
(2) 紫外光固化油墨(UV油墨) :紫外光固化油墨是指在
紫外线照射下,利用不同波长和能量的紫外光使油墨成膜和干
燥的油墨。UV油墨的主要优点是:不用溶剂;干燥速度快,耗
能少;光泽好,色彩鲜艳;耐水、耐溶剂、耐磨性能好。
(3) 水性UV油墨:水性UV油墨是目前UV墨领域研究
的新方向。普通UV墨中的预聚物粘度一般都很大,需加入活
性稀释剂稀释。而目前使用的稀释剂丙烯酸酯类化合物具有
不同程度的皮肤刺激性和毒性,因此在研制低粘度预聚物和低
毒性活性稀释剂的同时,另一个发展方向是研究水性UV油
墨,即以水和乙醇等作为稀释剂。目前水性UV 墨已研制成
功,并在一些印刷中获得应用。
(4) 生物油墨:美国科学家早就致力于一种名为菌视紫质
的蛋白分子研究。菌视紫质源于一种生长在盐硷沼泽中被称
为“盐制品嗜盐杆菌”体上的强度紫色细胞膜中。照亮其蛋白
质就能引发一个光化学反应圈。跟油墨一样,菌视紫质显示版
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包装工程 PACKAGING ENGINEER ING Vol. 28 No. 11 2007. 11
上的图像也能在普通光线下看清。目前,整个研制工作面临的
主要困难是需要耗用数百伏功率的电场激发其色彩变换。研
究人员正努力进行这方面的研究,期望取得突破性进展,由于
是生物油墨,对环境不会造成污染。
(5) 大豆油墨:最近,受挥发性油墨有机物排放的限制以
及其环境适应性的影响,大豆油油墨开始受到业界的青睐。因
为大豆油油墨不含污染大气的挥发性有机物,无臭、无毒[ 4 ]。
受保护环境热潮的影响,它在印刷方面,显露出后来者居上之
势。
(6) 新型环保油墨(Op is100) [ 2 ] :日本大阪印刷油墨公司
最近推出了新型环保油墨Op is100,为单张纸胶印油墨,符合日
本环境协会新修订的绿色标志认定标准,它是以大豆油为主体
的100%植物油油墨, VOC含量不到1%;易于生物分解和脱
墨,具有优良的印刷适性。
2. 2. 3 环保纸张
印刷与造纸是上下游工业,存在着密切的依赖关系,印刷
业与造纸业同处于循环经济的一个大产业链中,所以造纸业为
实现绿色印刷应做好以下几个方面:
一是印刷生产用纸的减量化,重要的是减少废品率,降低
纸张克重,例如国外已大量使用40g左右的新闻纸,而我国目
前45g新闻纸的应用仍存在一些问题;二是推进再生纸的市场
认同,倡导使用再生纸,并推进原色纸的市场进入,因为原色纸
已经成为国际的流行趋势,不仅可以有效地保护阅读者的视
力,而且可以减少纸张生产过程中化学品的用量,是一个保
护"两球" (眼球和地球)的好方法;三是设法降低对造纸业的
工艺要求,从而减少纸张生产的环境污染;四是做好纸屑回收
再利用。这不仅是印刷业的责任,也是印刷业的利益所在。
2. 2. 4 慎用PVC材料,开发可降解性的包装材料
PVC (聚氯乙烯)属于包装印刷的基材。在包装印刷领域,
有逐步淘汰PVC材料的趋势,因为PVC在生产和焚烧过程中
会产生氯化物,氯化物会影响焚烧装置的使用寿命及造成环境
污染。可降解包装材料近年来发展迅速,可降解包装材料分为
生物降解材料、光降解材料和生物分裂塑料三类[ 5 ]。例如,德
国一家农场成功开发出一种独特的玉米包装材料,它可取代塑
料包装材料。此技术是把玉米粉制成浆料,通过压缩机挤压、
膨胀后做成的颗粒可有效承受冲击和压力,而且抗静电、防酶、
不受潮、可降解,对环境不会产生污染。这种玉米生物包装材
料的开发得到德国联邦环境基金会和再生原料协会的大力支
持,该成果符合无污染包装材料的需求,因此很快在医药和化
妆品工业产品包装中找到了市场。
另外,现有包装材料从塑料和金属材料转向纸品的趋势,
因为纸的原料是可降解的植物纤维,在自然界中会被很快地分
解,降低环境污染程度,并可回收再用。
总之,对产品包装时,应力求绿色包装,所谓绿色包装是指
包装产品在生产和使用过程中对人体和环境无危害,而且能够
循环再生或能自然降解的适度包装。因此绿色包装是一种资
源节约型且在环境和资源的基础上都可以长期支持的新型工
业发展模式。
2. 3 包装印刷方式
平、凸、凹、孔四大印刷方式均可进行包装印刷,但从环境
保护来讲,应加速发展柔印,目前人们所称的“绿色印刷”,主
要指柔性版印刷。
2. 3. 1 柔性版印刷
柔印具有良好的印刷质量,广泛地承印材料,短的制版周
期,印刷速度快,低投入高效率,采用水基油墨,不含有毒有机
物,明显地减少了VOC的排放,也可以使用UV油墨,因而没
有溶剂排放,不污染环境[ 6 ] ,特别适用于食品、饮料、药品的包
装印刷,正符合现代绿色印刷的发展趋势。近年来在欧美印刷
工业发达的国家中发展较快。据美国最近提供的资料显示,目
前美国已有7000多条柔性版印刷生产线,印刷工业中的1 /3
是靠柔印来完成的。近几年来,国内印刷界对柔性版工艺和技
术有了新的认识和要求,随着国内多次举办的柔性印刷发展战
略研讨会、展览会、技术交流通讯组织出国考察等活动,柔印在
国内的生产线逐渐增多。
2. 3. 2 尝试无水胶印
无水胶印不需润版液来实现水墨平衡,且一般使用大豆油
油墨和不含芳烃的油墨,二者没有VOC产生,因此不会对人体
和环境产生影响。所以,去掉润版液,使用非溶剂型油墨,可以
说是无水胶印为环境保护做出的一大贡献。
2. 3. 3 直接制版技术(CTP)
CTP技术成熟于20世纪90年代。此技术改造了传统落
后的制版印刷工艺和印刷方式,简化了传统印刷中的照排、菲
林打样、制版、拼版等中间过程,减少了废弃物、废液等的排放,
降低了环境污染,满足了当今印刷个性化、批量化、及时化、快
速化、环保化的要求,因此得到了快速地发展。
2. 3. 4 开拓数字印刷市场
由于数字印刷是直接从计算机到印刷品,不需要胶片和印
版,省去了传统印刷的很多中间步骤,避免了有毒化学物质如
显影液、润湿液等的使用。数字印刷采用数字化成像技术[ 7 ] ,
可以很大程度地避免传统印刷在图文转移过程中有机溶剂挥
发带来的一系列问题。
2. 4 包装印后加工
为了美观和保护印品表面,现在很多包装印刷品都要覆膜
或上光,然而这些工艺却会造成严重的环境污染。首先它会像
我们平时使用的塑料制品一样造成白色污染,和其他塑料制品
一样难以降解,并且在加工中有苯介入,对人体有害。除此之
外,覆膜后的纸张还无法回收利用,浪费了资源。我国造纸纤
维素的一种来源是旧纸回收,经脱墨后制成纸浆,循环利用。
但是覆膜的纸张却不能回收利用,相反,如果简单地进行焚烧
处理,还会造成二次污染。因此,覆膜、上光工艺是一项对环境
有破坏的技术,我们应该避免使用这种印后加工工艺,淘汰覆
膜、溶剂型上光工艺,使用新的印后加工工艺。例如采用环保
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王莉等 包装印刷对环境的污染及治理措施
型上光涂料。因为过去使用溶剂型上光油, 使用过程中有
VOC挥发,很不安全,对环境的破坏也很大。而新型的水性上
光油和UV上光油不含溶剂,可以广泛使用。特别是在包装印
刷领域,水性光油由于不会对人体造成危害,目前已在烟标、酒
标、食品包装袋等产品的包装上得到广泛应用。
除了上述几个主要途径以外,只要在生产实践中做一个有
心人,还会发现更多的方法来改进印刷工艺,实现绿色印刷。
2. 5 倡导包装印刷业实施绿色管理
随着生态环境的不断恶化,企业环境行为日益成为社会各
界关注的焦点。绿色管理水平已成为影响当今企业竞争力的
一个重要因素。企业要想在未来的市场竞争中立于不败之地,
必须尽快实施绿色管理。
2. 5. 1 实施绿色管理原因
1) 绿色管理是实现企业可持续发展的重要途径。
如今,广大消费者和公众绿色意识越来越强,政府有关部
门对资源环境管理也越来越重视。可是如果企业与自然界的
矛盾日益锐化,就必然会导致企业与社会之间矛盾的激化,这
样企业就必然会失去消费者和政府的支持,失去可持续成长的
基础。所以企业必须实施绿色管理,保护环境,走社会效益、环
境效益与企业经济效益相统一的成长道路。
2) 绿色管理是企业抢占绿色市场,追求合理经济效益的
必然选择。
随着社会经济的发展,人们生活水平不断提高,人们的健
康意识也大大增强,消费观念发生了重要转变。据有关资料显
示, 94%的德国消费者在超市购物时会考虑环保问题, 85%的
瑞典消费者愿意为环境清洁而付出较高的价格, 80%的加拿大
消费者宁愿多付10%的钱购买对环境有益的产品。在我国,
绿色需求在小康家庭也日益表现出来。面对这样一个高速增
长的绿色市场,企业只有积极跟上市场前进的步伐,及时调整
企业的生产经营方向,实施绿色管理,才能迅速占领潜力无限
的绿色市场,并使企业在充分考虑环保条件下,取得合理的经
济效益。
3) 绿色管理是企业冲破绿色贸易壁垒,进入国际市场的
客观需要。
随着经济一体化的发展,一些传统的关税和非关税壁垒逐
渐淡化,但“绿色壁垒”反而会不断增加。“绿色壁垒”将会成
为各国政府应付国外产品大规模进入本国市场最重要、最有效
的“变相的贸易壁垒”。我国企业只有推行绿色管理,生产绿
色精品,树立绿色企业形象,达到国际环境管理标准,才能突破
绿色贸易壁垒,进入国际市场,参与国际竞争。
2. 5. 2 印刷企业实施绿色管理的方法
1) 树立绿色经营理念,制定绿色政策。
实施绿色管理是一项战略决策,因此,观念的转变是第一
位的。实施绿色管理的最大挑战在于转变企业管理者、产品设
计人员和生产人员的经营理念。企业管理者是管理理念的塑
造者、倡导者和变革者,他们的绿色经营理念至关重要。企业
领导要深入学习研究循环经济、绿色管理和可持续发展的理
论,树立绿色经营理念,制定绿色管理战略,形成企业绿色文
化,建设绿色企业。技术人员是绿色管理的中坚力量。因此,
企业的技术人员要不断学习新的绿色技术,不断提高自己的环
保知识和技能。对生产区第一线的职工,更要培养环保意识,
自觉节约生产原料、实施清洁生产。
2) 大力推行绿色印刷技术。
绿色技术是绿色管理的关键,在印刷业更是重中之重,技
术直接决定了对环境的影响。印刷工艺中的绿色技术主要如
前面讲述的环保油墨、纸张、新型胶片、无水胶印、CTP制版、柔
性版印刷、数字印刷、新型印后加工材料等。
3) 通过绿色认证,获取绿色签证。
ISO14000是国际化标准组织为保护全球环境,促进世界
经济可持续发展,针对全球工业企业、商业部门、非盈利性团体
和其他用户制定的一系列环境管理体系,它是一张企业进入国
际市场的绿卡。企业如果通过了ISO14000环境认证,不但获
得了国际市场的绿色通行证,而且赢得了在能源消耗上的降低
会直接导致成本的降低,从而提升了经济效益。
总之,包装印刷与人民生活息息相关。绿色包装印刷不仅
关系到印刷包装业自身的长远利益,更关系到全社会的协调发
展。如何实现绿色包装印刷,每个企业都应该根据自己的实际
情况,制定合理的方案。只有如此,才能实现包装印刷业的可
持续发展,使包装印刷业长盛不衰。
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包装工程 PACKAGING ENGINEER ING Vol. 28 No. 11 2007. 11 |
