環保黃豆油墨之平版印刷適性
發布時間：2024-05-11 點擊：276
黃豆油墨具有印刷品質與環保的優點，已應用于張頁式、輪轉式、商業表格、彈性凸版油墨等方面。本研究擬對黃豆油墨的黏度、抗分裂力穩定性、乳化特性及粒度等平版印刷適性進行實驗，并在紙張展色后測得濃度及光澤度，接著再與一般傳統油墨進行分析比較，以了解黃豆油墨與一般傳統油墨在平版印刷適性上的差異。
壹、緒論
一、研究動機與背景
一般平版印墨的構成包含著色劑、媒質和一些添加物，其中媒質主要是硬樹脂、植物油和一些非植物性的成分。黃豆油墨中的植物油是一些黃豆油的成分，黃豆油成分多寡隨著印刷方式而有所不同，它與石油基油墨的成分不大一樣，雖然黃豆油墨含有與石油基油墨相同的顏料，大部分顏料是石化制品，然而黃豆油墨可部份再分解，石油基油墨卻不可分解。
至于黃豆油墨的產生，是從 1979 年美國報紙出版者協會（ american newspaper publisher association, anpa ）提倡開發替代石油基的印刷油墨而來，當時適逢第二次石油危機，原油出口組織（ opec ）對原油的輸出間接影響原物料的供給，為降低對國外進口原油的依賴程度，發現到同時具備非揮發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，能夠提升報紙的耐擦性。加上石油基油墨中的揮發性有機化合物（ volatile organic compounds, vocs ），造成生態危害，后來學者經過測試了兩千多種的植物油之后，認為含有黃豆油的黃豆油墨無毒可用，因此 1987 年美國陽光化學公司開始生產黃豆油墨，后來引進報業使用。現在，黃豆油墨甚至已經推廣至世界各地，后來還有標示含有黃豆油之油墨的黃豆標章因應而生，臺灣也正在印刷業推廣使用（王守鴻， 2004; p. a. noirot, 2004; e. axmear, 2004; patterson, 2003 ）。
在黃豆油墨的印刷適性方面，有以下特性：
（一） 油墨乳化能力較弱，而且它可以在多于五萬印的印刷中維持它的流變性質（ rheological ）與水寬容度（water tolerance ）（ b. fuchs,1991; s. z. erhan, 1992 ）。
（二） 在加相同水量時，黃豆油墨對于水的反應明顯比礦物性油墨來得銳利，油墨轉移回復得較干凈也較快，而且黃豆油墨有比較低的抗分裂力（ p. a. noirot, 2004; b. fuchs,1991 ）。
（三） 油墨黏度方面， boris fuchs 等人（1991）研究顯示濃縮的黃豆油墨有比較低的黏度， p. a. noirot （2004 ）的研究卻提到，在 23 ℃時黃豆油黏度比礦物油大得多。
黃豆油墨在印刷的應用上，具以下優點：
（一）有良好的耐擦性，使讀者不受手沾黑的困擾。
（二）沒有刺激異味。
（三）油墨的色彩濃厚而亮麗，以致印刷業可少用油墨，節省成本并增加印刷單位。
（四）可以降低網點擴張。
（五）就環保而言，黃豆油墨所含的 vocs 成份是石油基油墨的 17% ，可說為無毒性的油墨（ e. axmear, 2004 ）。
（六）有比較好的脫墨性，并能夠回填在黑墨混合回收使用，利于環保且低成本（ b. simpson, 1994 ）。
至于缺點方面，黃豆油墨的價格，唯一比石油基油墨高的就屬用于報業印刷的黑色墨，大概貴 25% ，且黃豆油墨干燥得比礦物性油墨來得慢（ p. a. noirot, 2004 ）。黃豆油墨在平版印刷的應用仍面臨一些問題，像是印刷成品表面易因油墨干燥未完成，造成印刷品表面沾臟之情況，并且色相與定稿的差異大、色彩光澤度不佳、圖片表現層次不足、無立體感等，而且還發現有黑墨濃度不足、黃墨水墨平衡不佳的問題（呂麗華， 2004 ）。
基于以上黃豆油墨的特性及問題，本研究擬對黃豆油墨在平版印刷的印刷適性，進行實驗分析，比較黃豆油墨與一般平版油墨在印刷適性上的差異，對黃豆油墨在平版印刷上的特性進行探討。
二、研究目的
本研究將一組平版印刷黃豆油墨之青、洋紅、黃、黑墨四色，與一組一般平版印刷油墨四色進行實驗，以探討黃豆油墨和一般油墨印刷適性上的差異，提供結果給印刷業界作為參考。
本研究的目的包括：
（一） 探討黃豆油墨與傳統一般油墨在平版印刷適性的差異，包括油墨的抗分裂力穩定性、黏度、乳化率、粒度的差異。
（二） 探討黃豆油墨與傳統一般油墨在紙張展色的濃度、色相、光澤度之差異。
（三） 從油墨抗分裂力穩定性，計算出黃豆油墨抗分裂力穩定性趨勢的回歸曲線方程式。
三、研究流程
本研究在于探討黃豆油墨和一般油墨在平版印刷適性上的差異，所以研究以一組黃豆油墨為實驗組，一組一般油墨作為對照組，來比較分析黃豆油墨的印刷適性。
貳、文獻探討
一、植物性油墨
現今印刷所使用的油墨，除了傳統油墨之外，還發展了許多的環保型油墨。為了要油墨符合環保要求，首先應改變油墨成分，即采用環保型材料配制新型油墨。現今主要的環保型油墨主要有水性油墨（ water-based ink ）、紫外線油墨（ uv ink ）以及植物性油墨（ vegetable oil-based ink ）三種。
（一）沿革
在 1980 年代，美國新聞出版協會（ anpa ）研發一系列的印墨調配，其將硬瀝青和妥爾油脂肪酸（ tall oil fatty acid ）與碳黑顏料混合，但是這些油墨受限于價格以及妥爾油的可得性，再加上瀝青難以清理，因此并沒有完全被業界所接受。后來于 1985 年 anpa 改良后發展出一種適合平版新聞印墨的媒質（ vehicles ），包含堿性提煉黃豆油、碳氫化合物樹脂和顏料（王守鴻， 2004; noirot, 2004; axmear, 2004; patterson, 2003 ）。
（二）構造
植物性油墨中的植物油有三種基本型態：
1. 干性油：即印刷程序中，當油接觸氧氣時，自液態變成固態的轉換，在此氧氣控制催化劑的作用。過去，印墨工業所用者，大致集中于干性油方面。傳統油墨里的媒質通常包含了亞麻仁油或其它干性油，另外還包含一些石油物質當作媒質里的溶劑
2. 半干性油：植物性油墨通常用黃豆油、玉米油、油菜籽油、妥爾油等的半干性油來取代油墨調配中的石油物質。
3. 非干性油。
從印墨的分子構造來看，植物油分子與礦物油分子有很大的不同，礦物油分子在不考慮分支的情形小于植物油分子三到五倍。因分子結構之差異，植物油比礦物油重得多，所以植物油幾乎不能在加熱下固著干燥（ noirot, 2004 ）。
（三）特性
1. 黏度
傳統油墨所用的油在 23 ℃時黏度是 5 mpa.s ，而亞麻仁油是 44 mpa.s ，黃豆油是 55 mpa.s （ noirot, 2004 ），這個差異會影響到油墨在涂布紙張上的吸收。（ noirot, 2004 ）。
2. 抗分裂力穩定性
在加同一水量之下，植物性油墨對于加水的反應較銳利，而且轉移恢復的較快，意指水是有限和快速的吸收，另外礦物性油墨表現出抗分裂力的下降，是不穩的水分吸收，假如沒有適當管理印刷機的話可能會導致過度乳化。
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一般平版印墨的構成包含著色劑、媒質和一些添加物，其中媒質主要是硬樹脂、植物油和一些非植物性的成分。黃豆油墨中的植物油是一些黃豆油的成分，黃豆油成分多寡隨著印刷方式而有所不同，它與石油基油墨的成分不大一樣，雖然黃豆油墨含有與石油基油墨相同的顏料，大部分顏料是石化制品，然而黃豆油墨可部份再分解，石油基油墨卻不可分解。
至于黃豆油墨的產生，是從 1979 年美國報紙出版者協會（ american newspaper publisher association, anpa ）提倡開發替代石油基的印刷油墨而來，當時適逢第二次石油危機，原油出口組織（ opec ）對原油的輸出間接影響原物料的供給，為降低對國外進口原油的依賴程度，發現到同時具備非揮發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，能夠提升報紙的耐擦性。加上石油基油墨中的揮發性有機化合物（ volatile organic compounds, vocs ），造成生態危害，后來學者經過測試了兩千多種的植物油之后，認為含有黃豆油的黃豆油墨無毒可用，因此 1987 年美國陽光化學公司開始生產黃豆油墨，后來引進報業使用。現在，黃豆油墨甚至已經推廣至世界各地，后來還有標示含有黃豆油之油墨的黃豆標章因應而生，臺灣也正在印刷業推廣使用（王守鴻， 2004; p. a. noirot, 2004; e. axmear, 2004; patterson, 2003 ）。
在黃豆油墨的印刷適性方面，有以下特性：
（一） 油墨乳化能力較弱，而且它可以在多于五萬印的印刷中維持它的流變性質（ rheological ）與水寬容度（water tolerance ）（ b. fuchs,1991; s. z. erhan, 1992 ）。
（二） 在加相同水量時，黃豆油墨對于水的反應明顯比礦物性油墨來得銳利，油墨轉移回復得較干凈也較快，而且黃豆油墨有比較低的抗分裂力（ p. a. noirot, 2004; b. fuchs,1991 ）。
（三） 油墨黏度方面， boris fuchs 等人（1991）研究顯示濃縮的黃豆油墨有比較低的黏度， p. a. noirot （2004 ）的研究卻提到，在 23 ℃時黃豆油黏度比礦物油大得多。
黃豆油墨在印刷的應用上，具以下優點：
（一）有良好的耐擦性，使讀者不受手沾黑的困擾。
（二）沒有刺激異味。
（三）油墨的色彩濃厚而亮麗，以致印刷業可少用油墨，節省成本并增加印刷單位。
（四）可以降低網點擴張。
（五）就環保而言，黃豆油墨所含的 vocs 成份是石油基油墨的 17% ，可說為無毒性的油墨（ e. axmear, 2004 ）。
（六）有比較好的脫墨性，并能夠回填在黑墨混合回收使用，利于環保且低成本（ b. simpson, 1994 ）。
至于缺點方面，黃豆油墨的價格，唯一比石油基油墨高的就屬用于報業印刷的黑色墨，大概貴 25% ，且黃豆油墨干燥得比礦物性油墨來得慢（ p. a. noirot, 2004 ）。黃豆油墨在平版印刷的應用仍面臨一些問題，像是印刷成品表面易因油墨干燥未完成，造成印刷品表面沾臟之情況，并且色相與定稿的差異大、色彩光澤度不佳、圖片表現層次不足、無立體感等，而且還發現有黑墨濃度不足、黃墨水墨平衡不佳的問題（呂麗華， 2004 ）。
基于以上黃豆油墨的特性及問題，本研究擬對黃豆油墨在平版印刷的印刷適性，進行實驗分析，比較黃豆油墨與一般平版油墨在印刷適性上的差異，對黃豆油墨在平版印刷上的特性進行探討。
二、研究目的
本研究將一組平版印刷黃豆油墨之青、洋紅、黃、黑墨四色，與一組一般平版印刷油墨四色進行實驗，以探討黃豆油墨和一般油墨印刷適性上的差異，提供結果給印刷業界作為參考。
本研究的目的包括：
（一） 探討黃豆油墨與傳統一般油墨在平版印刷適性的差異，包括油墨的抗分裂力穩定性、黏度、乳化率、粒度的差異。
（二） 探討黃豆油墨與傳統一般油墨在紙張展色的濃度、色相、光澤度之差異。
（三） 從油墨抗分裂力穩定性，計算出黃豆油墨抗分裂力穩定性趨勢的回歸曲線方程式。
三、研究流程
本研究在于探討黃豆油墨和一般油墨在平版印刷適性上的差異，所以研究以一組黃豆油墨為實驗組，一組一般油墨作為對照組，來比較分析黃豆油墨的印刷適性。
貳、文獻探討
一、植物性油墨
現今印刷所使用的油墨，除了傳統油墨之外，還發展了許多的環保型油墨。為了要油墨符合環保要求，首先應改變油墨成分，即采用環保型材料配制新型油墨。現今主要的環保型油墨主要有水性油墨（ water-based ink ）、紫外線油墨（ uv ink ）以及植物性油墨（ vegetable oil-based ink ）三種。
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在 1980 年代，美國新聞出版協會（ anpa ）研發一系列的印墨調配，其將硬瀝青和妥爾油脂肪酸（ tall oil fatty acid ）與碳黑顏料混合，但是這些油墨受限于價格以及妥爾油的可得性，再加上瀝青難以清理，因此并沒有完全被業界所接受。后來于 1985 年 anpa 改良后發展出一種適合平版新聞印墨的媒質（ vehicles ），包含堿性提煉黃豆油、碳氫化合物樹脂和顏料（王守鴻， 2004; noirot, 2004; axmear, 2004; patterson, 2003 ）。
（二）構造
植物性油墨中的植物油有三種基本型態：
1. 干性油：即印刷程序中，當油接觸氧氣時，自液態變成固態的轉換，在此氧氣控制催化劑的作用。過去，印墨工業所用者，大致集中于干性油方面。傳統油墨里的媒質通常包含了亞麻仁油或其它干性油，另外還包含一些石油物質當作媒質里的溶劑
2. 半干性油：植物性油墨通常用黃豆油、玉米油、油菜籽油、妥爾油等的半干性油來取代油墨調配中的石油物質。
3. 非干性油。
從印墨的分子構造來看，植物油分子與礦物油分子有很大的不同，礦物油分子在不考慮分支的情形小于植物油分子三到五倍。因分子結構之差異，植物油比礦物油重得多，所以植物油幾乎不能在加熱下固著干燥（ noirot, 2004 ）。
（三）特性
1. 黏度
傳統油墨所用的油在 23 ℃時黏度是 5 mpa.s ，而亞麻仁油是 44 mpa.s ，黃豆油是 55 mpa.s （ noirot, 2004 ），這個差異會影響到油墨在涂布紙張上的吸收。（ noirot, 2004 ）。
2. 抗分裂力穩定性
在加同一水量之下，植物性油墨對于加水的反應較銳利，而且轉移恢復的較快，意指水是有限和快速的吸收，另外礦物性油墨表現出抗分裂力的下降，是不穩的水分吸收，假如沒有適當管理印刷機的話可能會導致過度乳化。
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