印刷行業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)及特性分析
篩查危險(xiǎn)廢物的種類、性質(zhì)和數(shù)量對(duì)于確定危險(xiǎn)廢物的綜合利用方式、處置方式和處置規(guī)模十分重要，也是保障危險(xiǎn)廢物處置設(shè)施有效運(yùn)轉(zhuǎn)的必要前提。本文結(jié)合印刷工藝的發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn)，系統(tǒng)分析了印刷行業(yè)危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)及污染特性。
1 印刷工藝
印刷品的加工過程包括印前服務(wù)設(shè)計(jì)、印刷和印后加工。印前服務(wù)設(shè)計(jì)是指由原稿制成數(shù)字文件或印版；印刷是指將圖文信息由印版或數(shù)字文件轉(zhuǎn)移到承印物表面；印后加工是指使印刷品獲得所要求的形狀和使用性能，如加工成冊(cè)或制成包裝盒等。
印刷工藝按復(fù)制方式分為傳統(tǒng)印刷和數(shù)字印刷[1] ：傳統(tǒng)印刷必須具備五大要素，即原稿、印版、承印物、印刷油墨和印刷機(jī)械，其工藝由“原稿－制版－印刷－印后加工”構(gòu)成，目前由原稿到制版可全部或主要采用數(shù)字技術(shù)，但其色料轉(zhuǎn)移必須依靠印版和壓力；數(shù)字印刷不需要制版，可將數(shù)字形式描述的版面信息直接轉(zhuǎn)換成印刷品，實(shí)現(xiàn)“從計(jì)算機(jī)直接到紙張”。
1.1 傳統(tǒng)印刷
傳統(tǒng)印刷按印刷版式的不同可分為平版印刷、凸版印刷、凹版印刷和孔版印刷。
平版印刷是利用水墨相斥的原理完成印刷的，目前膠印工藝被廣泛使用。膠印使用的印版是預(yù)涂感光版（PS版）。
凸版印刷的印版目前主要有鋁合金、鉛合金、銅版、鋅版、塑料版等，但由于鉛字、鉛合金印版有毒，凸版印刷曾一度衰落。隨著柔性版印刷的出現(xiàn)，凸版印刷再度崛起。柔性版采用諸如橡膠凸版、感光性樹脂版等彈性固體制成的凸版。
凹版印刷的印版一般采用銅、鋅板或鋼板作為雕刻的表面，凹下的部分可利用腐蝕、雕刻、銅版畫等制版法。凹印制版要經(jīng)歷胚滾加工、滾筒打磨、滾筒制作、鍍銅、鍍鉻等工藝，因此制版周期較長。
孔版印刷的印版（紙膜版或其它版的版基上制作出可通過油墨的孔眼）在印刷時(shí)，通過一定的壓力使油墨通過孔版的孔眼轉(zhuǎn)移到承印物上，形成圖象或文字。孔版印版的種類有謄寫版、鏤空版、絲網(wǎng)版等，目前多用絲網(wǎng)印刷。
傳統(tǒng)印刷工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢見下表。
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1.2 數(shù)字印刷
數(shù)字印刷指的是使用數(shù)據(jù)文件控制相應(yīng)設(shè)備，將呈色劑/色料（如油墨）直接轉(zhuǎn)移到承印物上的復(fù)制過程。數(shù)字印刷系統(tǒng)主要是由印前系統(tǒng)和數(shù)字印刷機(jī)組成，有些系統(tǒng)還配上裝訂和裁切設(shè)備。
2 印刷工藝危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)分析
印刷行業(yè)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物主要來源于印前工藝和印刷兩個(gè)工段。
2.1 印前工藝產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物
印前工藝產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物包括感光材料廢物、表面處理廢物、精餾殘?jiān)陀袡C(jī)樹脂類廢物等。
2.1.1 感光材料廢物
不同的印刷工藝采用的印前工藝是大有區(qū)別的。就傳統(tǒng)印刷而言，膠印、柔印采用的是類似的傳統(tǒng)印前工藝—以激光照排機(jī)為代表的傳統(tǒng)印前流程—由激光照排機(jī)輸出膠片、膠片沖洗、曬版構(gòu)成，產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物包括廢膠片、膠片沖洗過程中的廢顯影液和廢定影液、曬版過程中的廢顯影液，均屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW16“感光材料廢物”。目前，以直接制版（Computer to Plate，簡稱CTP）為代表的數(shù)字化印前流程已經(jīng)開始替代以激光照排機(jī)為代表的傳統(tǒng)流程， CTP在制版時(shí)間上比傳統(tǒng)制版快30min以上，在我國報(bào)業(yè)印刷領(lǐng)域率先獲得應(yīng)用（采用膠印），但在柔印領(lǐng)域尚未獲得實(shí)際應(yīng)用。CTP制版過程無需輸出膠片，從而僅僅在曬版過程中產(chǎn)生廢顯影液。
絲印工藝的印刷品由于幅面大（可達(dá)3m×4m），其膠片可以通過大型打印機(jī)輸出，不再需要膠片沖洗過程。但在曬版之前需要在絲網(wǎng)表面涂覆感光膠，曬版后則采用清水沖洗來完成顯影過程，這樣，會(huì)有少量的感光膠進(jìn)入液相。
數(shù)字印刷機(jī)包括墨粉類數(shù)字印刷機(jī)和噴墨印刷機(jī)。與傳統(tǒng)印刷相比，數(shù)字印刷無需制版，是由感光材料制成的印刷滾筒（無印版）經(jīng)感光后形成可以吸附油墨或墨粉的圖文，然后轉(zhuǎn)印到紙張等承印物上。墨粉類數(shù)字印刷機(jī)在使用過程中，會(huì)產(chǎn)生廢感光鼓，屬于感光材料廢物。噴墨印刷機(jī)不產(chǎn)生感光材料廢物。
綜上所述，在膠印、柔印、絲印及墨粉類數(shù)字印刷機(jī)印前工藝中，均會(huì)產(chǎn)生感光材料廢物，只是，對(duì)于不同的工藝，產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物種類和特性是有差異的。
2.1.2 表面處理廢物
凹印工藝的制版目前仍然以電子雕刻為主，是通過電子雕刻機(jī)直接對(duì)凹版滾筒進(jìn)行雕刻而完成的。電子雕刻凹版的版輥為鋼材，其表面電鍍鎳、銅后再用來進(jìn)行雕刻。電鍍過程產(chǎn)生的電鍍殘?jiān)安垡簩儆凇秶椅ｋU(xiǎn)廢物名錄》中HW17“表面處理廢物”。
2.1.3 精餾殘?jiān)?/p>
在膠印制版、柔印制版及CTP制版過程中，均需要顯影液對(duì)版基表面的感光涂層進(jìn)行顯影。對(duì)于不同的印刷工藝而言，制版過程所需要的顯影液成分是有差異的，該顯影液在組成上也有別于膠片顯影過程的顯影液成分。顯影液經(jīng)多次顯影后，顯影液中的有效成分不斷被消耗，加上不斷溶入顯影液中的感光層的作用，顯影液的顯影能力越來越弱，顯影液出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，以致于不能滿足顯影要求，應(yīng)計(jì)量補(bǔ)充和更換新液。
目前只有柔印工藝的曬版過程產(chǎn)生的廢顯影液得到了循環(huán)利用—對(duì)廢有機(jī)溶劑蒸餾、冷凝后獲得再生，產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW11“精（蒸）餾殘?jiān)?rdquo;。
2.1.4 廢印版產(chǎn)生情況和污染特性分析
廢印版是完成印刷過程后的廢棄印版，主要包括膠印工藝的PS版、CTP制版工藝中的廢版、柔性版印刷工藝的柔性版和絲網(wǎng)印刷工藝的廢絲網(wǎng)印版。
（1）膠印
PS版的版基大多數(shù)為鋁材，印刷完成后，PS版成為廢版[2] 。PS版表面涂敷的感光材料層屬于危險(xiǎn)廢物。 CTP制版工藝中的廢版版基為鋁材，同樣涉及版基上感光材料涂層的污染問題。廢PS版、廢CTP版由于其表面的感光層很薄，未能整體上作為危險(xiǎn)廢物進(jìn)行處理，只作為廢鋁進(jìn)行再利用，或?qū)⒈砻嫱繉忧逑春笤偻扛残碌母泄鈱荧@得再利用。
（2）柔印
柔性版制版工藝流程為原稿→菲林（陰片）→曝光 →沖洗→烘干→后處理。柔性制版機(jī)集曝光、洗版、干燥、后處理四種工藝于一體。柔性版由聚酯基底、光聚合物、保護(hù)層等構(gòu)成，曝光時(shí)需要進(jìn)行背曝光（紫外光線從聚酯基底方向曝光約1min，形成約1mm厚的硬化底層）、主曝光（紫外光線從負(fù)片正面曝光約10min，光聚合物產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，形成圖文部分）。之后，使用酒精溶劑，用尼龍刷子沖洗未感光部分，保留光聚合的浮雕。常見的版材厚度為1.70mm及2.29mm。質(zhì)量高的柔性版其耐印率應(yīng)大于50萬印，甚至高達(dá)100萬印。廢柔性版屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》HW13“有機(jī)樹脂類廢物”。在實(shí)際工作中，少量的廢柔版往往被混入感光材料廢物一并交到危險(xiǎn)廢物處置單位進(jìn)行處置。
（3）絲印
對(duì)絲網(wǎng)印刷來說，制版時(shí)在絲網(wǎng)上涂布一定厚度的感光膠并干燥，在絲網(wǎng)上形成感光膜，然后將底片與涂布好的絲網(wǎng)貼合放入曬版機(jī)曝光，經(jīng)自來水沖洗后顯影，圖文部分未固化的感光材料被沖洗掉，使絲網(wǎng)孔為通孔；非圖文部分的感光材料固化堵住網(wǎng)孔。目前常用的絲網(wǎng)種類有尼龍（又稱錦綸）和聚酯（又稱滌綸）。聚酯類廢絲網(wǎng)版屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW13“有機(jī)樹脂類廢物”。聚酯類絲網(wǎng)版完成印刷后，可用水清洗干凈后循環(huán)利用，可重復(fù)使用數(shù)十次乃至上百次，由此，廢聚酯類絲網(wǎng)版產(chǎn)生量很少。 2.2 印刷過程產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物
2.2.1 染料、涂料廢物
目前我國傳統(tǒng)印刷行業(yè)中廣泛使用的還是傳統(tǒng)的溶劑型油墨。廢油墨屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中 HW12“染料、涂料廢物”。
傳統(tǒng)印刷油墨包括下列3種基本成分：
（1）成色劑
是精細(xì)固體粒子的顏料，顏料有透明度、不透明度、光緊度和化學(xué)阻力等特性。
（2）連結(jié)料（載體）
連結(jié)料由樹脂、干性植物油、礦物油、烴類、芳香族類、烯烴、石蠟烴等組成，屬液體材料。它的作用是在印刷過程中承載顏料粒子，并在轉(zhuǎn)移到紙張或承載材料上后，在承載材料和顏料粒子間起到連結(jié)的作用。溶劑油墨中的樹脂連結(jié)料用有機(jī)溶劑如醇、酯、酮、苯類。
（3）添加劑
包括撒淡劑、干燥劑、塑性材料、乳化劑和一些特殊的化學(xué)物質(zhì)，其作用是改變油墨的印刷適性，如粘度、粘性、干燥性等，或達(dá)到所要求的印刷質(zhì)量特征。另外，添加劑有助于忽略對(duì)象耐磨性這樣的規(guī)范特征的要求。
廢油墨來源于印刷過程，污染途徑有：當(dāng)油墨放進(jìn)印刷機(jī)時(shí)，油墨會(huì)經(jīng)過很多不同的滾筒分散并轉(zhuǎn)移到滾筒上，墨斗亦要預(yù)留一定的油墨量以穩(wěn)定供墨，也即印刷機(jī)自身會(huì)形成廢墨；在機(jī)頭測試印刷效果時(shí)形成的廢印刷產(chǎn)品上涂敷大面積油墨，處理不當(dāng)可能會(huì)形成二次污染；不同種類、顏色的油墨混合形成廢油墨；油墨使用過程中因?yàn)闇囟取穸鹊葪l件的變化在長時(shí)間使用后會(huì)造成印刷適性變差，形成廢油墨；油墨殘留附著在油墨桶內(nèi)壁，廢油墨桶被油墨生產(chǎn)廠家回收后處置，不會(huì)產(chǎn)生二次污染；若廢油墨桶進(jìn)入生活垃圾，會(huì)形成潛在的二次污染；油墨殘留在印版表面，進(jìn)入印版回收處理工序，有可能造成二次污染。
數(shù)字印刷中產(chǎn)生的廢硒鼓、廢墨盒屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW12“染料、涂料廢物”。據(jù)調(diào)查，每只廢舊墨盒中殘留著10%～40%的墨水；硒鼓中的墨粉是2～4微米的微塵。廢硒鼓、廢墨盒屬于數(shù)字印刷中的耗材，可謂量大面廣，且產(chǎn)生量遞增速度極快，但其對(duì)環(huán)境的污染目前尚未得到重視。
2.2.2 廢礦物油
在膠印PS版的清洗過程中，汽油和煤油因?yàn)榍逑葱Ч^好、價(jià)格低廉仍然獲得廣泛應(yīng)用，因而產(chǎn)生了廢汽油和廢煤油。隨著汽油、煤油為洗車水取代，廢礦物油的產(chǎn)生量將會(huì)越來越少。另外，在印刷設(shè)備維修、維護(hù)過程中，也會(huì)產(chǎn)生一定量的廢礦物油。廢汽油和廢煤油屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW08“廢礦物油”。
2.2.3 廢有機(jī)溶劑
印刷行業(yè)中使用的有機(jī)溶劑種類很多，如印版清洗劑、油墨清洗劑、橡皮布清洗劑、油性上光材料、潤版液等，在使用過程中會(huì)產(chǎn)生少量的廢有機(jī)溶劑，屬于《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中HW42“廢有機(jī)溶劑”。
膠印是利用油水不相容的原理來完成印刷的，膠印過程中所用到的水稱為潤版液。潤版液通常是由水、磷酸、無機(jī)鹽、親水膠體以及表面活性物質(zhì)組成。目前膠印機(jī)上普遍采用的是酒精潤版系統(tǒng)，異丙醇（IPA）是潤版溶液的添加劑之一。另外，凹版印刷工藝中含苯、甲苯、二甲苯的廢印版清洗劑、擦拭印版的廢抹布等均屬于HW42“廢有機(jī)溶劑”。
3 結(jié)論和建議
印刷行業(yè)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物主要來源于印前工藝和印刷過程，主要有感光材料廢物、染料涂料廢物、表面處理廢物、精餾殘?jiān)⒂袡C(jī)樹脂類廢物、廢有機(jī)溶劑、廢礦物油等。
印刷工業(yè)是近年來發(fā)展速度較快的都市產(chǎn)業(yè)之一，且隨著人們消費(fèi)水平的提高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的上升還有較大的發(fā)展空間。為此，必須重視印刷行業(yè)危險(xiǎn)廢物的管理和處置。我國危險(xiǎn)廢物的管理已實(shí)行“從搖籃到墳?zāi)?rdquo;的全過程管理，所以印刷行業(yè)應(yīng)首先從企業(yè)自身管理出發(fā)重視對(duì)危險(xiǎn)廢物的管理。
參考文獻(xiàn)：
[1] 徐錦林．印刷工程導(dǎo)論[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：1-8.
[2] 周震，賈靜茹，袁樸．印刷材料[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：19-25.
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