为什么书刊内页丙酮项目易超标?4大防控措施!
近年来在出版物环保质量风险监测中,所发现的问题主要集中于挥发性有机化合物(VOCs)项目,且多为内页丙酮项目超标,此外存在产品环保质量检测合格但仍有异味,或印刷原材料检测合格但印刷成品仍时有超标项目的问题。基于此,为满足人民群众对优质、绿色、安全出版物的需求,进一步推动出版物环保质量提升,本文围绕内页丙酮项目易超标及现行印刷品环保质量检测标准展开探讨分析。
油墨的用量和品牌对出版物环保质量有明显影响
设计制作青(C)、品红(M)、黄(Y)、黑(K)实地及25%、50%、75%和100%四色网点叠印印版,并收集江苏印刷企业常用的4种品牌油墨(分别标记为A、B、C、D),在同一台机器、同一位操作人员、同等其他原辅材料的条件下,印刷单面、双面(反面印同种图案)样张,见图1。
图1 四色测试样张
通过实验检测,确认空白纸张、洗车水中不含丙酮;而4种品牌油墨印刷样张中均有丙酮检出,其他挥发性有机化合物未检出或检出值较小。
通过检测对比分析,四色叠印时单位面积内随墨量增加,丙酮检出值接近线性增加,单面印刷网点面积率75%以上、双面印刷网点面积率50%以上时,4种油墨印刷样张均丙酮超标(见图2、图3);
图2 单面四色叠印丙酮项目测试结果对比
图3 双面四色叠印丙酮项目测试结果对比
双面印刷的单色实地部分丙酮检出值均为单面印刷的2倍左右(见图4、图5);
图4 单面印刷单色实地丙酮含量测试结果对比
图5 双面印刷单色实地丙酮含量测试结果对比
4种油墨中C品牌油墨的VOCs检出值相对较低,CMYK四色油墨VOCs检测值均衡,而且单、双面四色分别实地印刷时均未出现丙酮超标(见图4、图5)。
由此说明丙酮残留与油墨密切相关,且单位面积的总墨量对丙酮含量影响较大,这也是正反面均为色彩浓、墨层厚的页面更易出现丙酮超标的原因。
油墨产品标准与印刷成品标准不匹配
油墨产品标准一般为专门的国标或轻工、化工行业标准,与现行书刊成品环保质量标准缺乏衔接。以VOCs项目为例,胶印油墨检测依据《油墨中可挥发性有机化合物(VOCs)含量的限值》(GB 38507-2020),检测方法为《油墨中可挥发性有机化合物(VOCs)含量的测定方法》(GB/T 38608-2020),用差值法或气相色谱法检测,测定的是挥发性有机化合物总量的百分比含量(%),且规定了禁用苯、甲苯、乙苯等17项溶剂和卤代烃,但未明确相应检测方法;印刷成品检测依据多为《环境标志产品技术要求 印刷 第一部分:平版印刷》(HJ 2503-2011),检测方法为《烟用纸张中溶剂残留的测定 顶空-气相色谱/质谱联用法》(YC/T 207-2014),分别测定苯、甲苯、乙苯等16项挥发性有机化合物在一定面积中的残留量(mg/m2)。从检测项目、检测方法到标准限值制定,油墨与印刷成品的标准基本无直接关联(如表1),因此即使采用合格油墨,依然存在因油墨导致成品环保质量不合格的风险。
表1 油墨与平版印刷产品挥发性有机化合物检测项目要求比较
现行印刷成品环保质量标准的检测方法和检测项目可进一步改进
HJ 2503-2011中测定的是苯、甲苯、乙苯、二甲苯等16项VOCs在一定面积(22.0cm×5.5cm)中的残留量(mg/m2),其主要有两项局限。
一是取样方法:以印刷品表面整饰、油墨叠加最多的上胶部位为优先检测点,其次为表面整饰、油墨叠加较多的部位,再次为油墨较多的部位。
以胶订图书为例,对应的是书背、封面、内页三个取样检测点,检测出的是这三个部位所含有的16种VOCs,并不能模拟读者在相对固定场所阅读时图书持续挥发出来的有机化合物总量,且取样时可能受检测人员对画面主观判断的影响。
二是检测项目:VOCs种类很多,此标准检测的16项主要为烟草用纸必检项目,若产品中含有这16项以外的,如甲醇、苯乙烯等有气味的挥发性有机化合物,通过此标准则无法检测,因此存在检测合格但成品仍有异味的问题。
对策建议
1.优化工艺,降低环保质量风险
(1)美编设计
在能够满足阅读需求、呈现设计意图的情况下,儿童图书应尽量少设计颜色很深、很满的画面,尤其尽可能避免页面正反两面均设计颜色深、墨层厚、画面满的版面。
(2)制版处理
对网点叠印率较大的版面或正反相邻两页网点叠印率较大的版面,排版时可采用底色去除(UCR)工艺,降低四色叠印率和总墨量,避免丙酮等指标超标或产生异味。
经实验验证,未进行底色去除前,图6左侧画面最深处总墨量为291%,当反面为中间调画面时,检测丙酮超标(1.05mg/m2);图6右侧在制版时进行了底色去除,反面为相同画面,画面最深处总墨量为158%,油墨用量明显下降,印刷色彩还原、阶调层次再现效果仍较好,丙酮含量(0.75mg/m2)明显小于限量值,也无异味。
图6 使用底色去除工艺前后对比
(3)印刷油墨品牌选用
在印刷画面满、墨层厚的图书时,可选择VOCs含量较少的油墨。如实验使用的4种油墨样品中,C品牌四色油墨VOCs含量均较低,环保质量风险相应降低。
(4)印刷油墨类别选择
印制大墨量印刷品时,可选择低气味胶印油墨、LED-UV油墨、热固性轮转油墨,出现异味的概率相对较低。
2.修订行业标准
(1)修订相关行业标准,解决印刷业上下游产业链标准不匹配的问题
笔者所在单位正积极参与修订行业标准《绿色印刷 产品合格判定准则 第1部分:阅读类印刷品》(CY/T 132.1-2015)。采用气候舱检测方法,模拟阅读场景气体挥发,将整本书放入气候舱内,使书页印刷部分与流动气体充分接触,持续释放残留VOCs,同时收集一定时间内此气候舱的气体,检测挥发性有机化合物总量TVOC及苯、甲苯、二甲苯等苯系物含量(mg/m3),且其限量值将参照现行空气质量的环保标准要求,从项目检测上解决上下游产业链标准匹配的问题。
(2)研究超项目异味问题,精准修订绿色印刷产品认证标准
在气候舱检测方法的基础上,收集有特殊异味的图书所挥发出有机化合物的混合气体样品,采用气相色谱/质谱联用法,通过质谱对混合气体进行定性分析,找出现有检测项目不涵盖但又有明显异味的VOCs。
在此基础上建议重新修订HJ 2503-2011标准,覆盖产生明显异味的VOCs检测项目,同时反馈至油墨生产企业,推动油墨行业标准与印刷成品标准有效对接,在生产源头加强控制,降低产品异味和环保质量不合格风险。
限于篇幅,本文仅从内页丙酮超标和印刷成品异味角度进行些许探讨,提出对策建议,以期对实际生产和相关标准修订有所启示。
作者:江苏省印刷科学技术研究所(江苏省出版物质量监督检测中心) 夏 颖 朱 洁 裴 亭