|
二、黃豆油墨的沿革與組成
（一）沿革
黃豆油墨的產(chǎn)生， 是從1 9 7 9 年美國(guó)報(bào)紙出版者協(xié)會(huì)（American Newspaper Publish Association,ANPA）提倡開(kāi)發(fā)替代石油基的印刷油墨而來(lái)，為降低
對(duì)國(guó)外進(jìn)口原油的依賴程度，發(fā)現(xiàn)到同時(shí)具備非揮發(fā)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(bào)紙的耐擦性。加上石油基油墨的揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds,VOCs）造成生態(tài)危害，后來(lái)學(xué)者經(jīng)過(guò)測(cè)試了兩千多種的植物油之后，認(rèn)為包含黃豆油的黃豆油墨無(wú)毒可用，因此1987年美國(guó)陽(yáng)光化學(xué)公司開(kāi)始生產(chǎn)黃豆油墨，后來(lái)引進(jìn)報(bào)業(yè)使用。（王守鴻，2004; Noirot,2004; Axmear, 2004; Patterson, 2003）。
（二）組成
黃豆油墨不是指油墨由1 0 0 %的黃豆油所構(gòu)成，事實(shí)上只含有一小部份的黃豆油，仍含有一些石油衍生物質(zhì)。不過(guò)，美國(guó)的農(nóng)業(yè)研究部門(mén)（AgriculturalResearch Service, ARS）已經(jīng)發(fā)展出含有100%黃豆油和顏料的黃豆油墨，這種新油墨不含任何石油或礦物油，具有高可分解性，與良好的脫墨性質(zhì)。美國(guó)農(nóng)業(yè)研究部門(mén)估計(jì)，未來(lái)此種油墨價(jià)格會(huì)比現(xiàn)在的油墨低，可能因?yàn)?00%黃豆油墨使用較多的黃豆油與較少的顏料所致，因此黃豆油的舒展劑可以提供較明亮的色彩，目前這項(xiàng)研發(fā)已經(jīng)申請(qǐng)專利（Morris,1997）。以下分別對(duì)成份與制造過(guò)程進(jìn)行敘述：
1.成份
（1）著色劑
色彩是由顏料所提供，是有機(jī)、合成的粉末，經(jīng)研磨進(jìn)入媒質(zhì)使顏料的粒子，小于0.1微米，顏料的成分約是占印墨12~20%。
（2）媒質(zhì)（vehicle）
主要由硬樹(shù)脂、植物油和一些非植物性的成分組成。硬樹(shù)脂主要是從松樹(shù)松香（p i n e t r e e r o s i n）衍生的聚合物，約占印墨2 5%，是可再生的資源。植物油，由亞麻仁油或黃豆油組成，約占印墨的2 0%，部分的油也許不以自然的型態(tài)被使用，而像是預(yù)聚合（prepolymerized）的型態(tài)，稱作醇酸樹(shù)脂，其最多可達(dá)植物油8 0%的量。印墨非植物性的成分約占20~25%，稱作礦物油、石油提煉物，是從石油特別提煉出來(lái)的，屬于不可再利用的物質(zhì)（Noirot, 2004）。
（3）添加物
像是干燥劑、抗氧化劑和蠟等物質(zhì)。
2.制造過(guò)程
制造黃豆油墨所需要的配備和制造石油基油墨的一樣， 在產(chǎn)生黃豆油墨有三個(gè)過(guò)程， 順序如下（Patterson, 2003）：
（1）首先必須煮這些媒質(zhì)。這里也就是指運(yùn)載顏料的黃豆油，然后再添加一些染料（dyes）加以攪拌。
（2）再來(lái)用輥筒磨碎要到媒質(zhì)的顏料。
（3）最后必須藉由油墨媒質(zhì)來(lái)除去濕顏料泥中的水分。
（4）最后油墨的調(diào)制，其配方因基質(zhì)與印刷方式的要求不同而異。
三、黃豆油墨在印刷的應(yīng)用
黃豆油墨主要用在平版印刷，包括新聞印刷、書(shū)本和雜志，同時(shí)也能用在包裝印刷、商業(yè)表格或其它商業(yè)印刷的應(yīng)用。黃豆油墨在印刷的應(yīng)用，油墨制造商必須針對(duì)不同類型的印刷方式做因應(yīng)，油份含量也有所差異，圖3（A x m e a r ,2004）是各式油墨所含黃豆油百分比直方圖。自從黃豆油墨成功進(jìn)入報(bào)業(yè)印刷后，也考慮到其它印刷方面的應(yīng)用，以下將作簡(jiǎn)單描述。
（一）張頁(yè)式油墨（sheet-fed ink）
張頁(yè)式油墨使用亞麻仁油當(dāng)作印墨的成份已有許多年，會(huì)使用亞麻仁油， 是因?yàn)樗鼤?huì)讓墨有良好的流動(dòng)性質(zhì)，但干燥需要花很長(zhǎng)一段時(shí)間。植物油中最受歡迎的是亞麻仁油，因?yàn)樗母稍镙^黃豆油或紅花油快速、墨膜較堅(jiān)硬。為加快干燥的過(guò)程，通常需要添加錳等添加物。張頁(yè)式油墨的干燥通常是藉由氧化聚合，使用在像商業(yè)印刷機(jī)比較小的印刷機(jī)，通常一次印刷在一張涂布或未經(jīng)涂布的紙張。這種類型的油墨含有比新聞?dòng)湍嗟臉?shù)脂，在印刷涂布紙張時(shí)需要干燥得比輪轉(zhuǎn)印刷還快。通常黃豆油墨含有20~30%的黃豆油，但仍至少含有10%的礦物油（陳忠輝，2000; Simpson, Tazik, Miller&Randall, 1994; Patterson, 2003;Kohler’s cornersoyink article, 2005）。
（二）輪轉(zhuǎn)式油墨（web ink）
1.熱固式油墨（heat-set ink）
熱固式油墨通常是藉由加熱的動(dòng)作來(lái)干燥。很多輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)都使用大型紙滾來(lái)出版雜志，此種類型印刷的紙張通常是涂布的，吸收油墨里比較少的油。為解決這個(gè)問(wèn)題，于是讓紙張通過(guò)高溫爐讓油墨固著在紙張上。因此這種熱固式油墨的液體組成，必須易于蒸發(fā)形成熱固型的干燥。
然而植物油并不蒸發(fā)，可能無(wú)法在熱固型干燥下得到助益， 因?yàn)橛∷⑵繁仨氃谕ㄟ^(guò)冷卻輥之后干燥，若藉氧化作用干燥卻需花費(fèi)數(shù)小時(shí)，所以不能以氧化作用干燥的植物油特性，來(lái)利用于要約1 0%的植物油制成的樹(shù)脂添加到油墨來(lái)干燥，多年來(lái)都是利用亞麻仁油來(lái)達(dá)成的，然而經(jīng)過(guò)測(cè)試黃豆油以及其它植物油后，發(fā)現(xiàn)油墨都不易硬化，因此得知包含黃豆油等植物油，都不易蒸發(fā)，所以不適合用來(lái)取代熱固式油墨中揮發(fā)性成份。如今制造商已漸用黃豆油來(lái)取代麻仁油作為熱固式油墨的凡力油（varnishes），通常此類型的黃豆油墨至少需要7%的黃豆油（Patterson, 2003; 陳忠輝，2000；Kohler’scorner- soy ink article, 2005）。
2.冷固式油墨（cold-set ink）
新聞?dòng)湍亲钊菀讈?lái)結(jié)合黃豆油的，因?yàn)槠桨嬗∧稍锾匦詫?shí)際上是靠印墨滲入基質(zhì)孔隙，而快速吸收而干燥，或者利用氧化方式干燥，這里的油墨通是
低黏度的。黑色新聞印刷的標(biāo)準(zhǔn)接著劑，是從高氧化柏油（high oxidized bitumen）或天然瀝青溶解在高沸點(diǎn)礦物油獲得的溶液——凡立油。相同的途徑，瀝青也可能被溶解在像黃豆油等植物油中。然而，這樣所完成的接著劑，相較于礦物油性接著劑，似乎無(wú)法提供技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)。像是報(bào)紙的夾報(bào)、目錄、電話號(hào)碼簿等吸收性的紙張，通常是使用冷固式油墨，因此這種類型的油墨通常至少含有30%的黃豆油（陳忠輝，2000; Patterson, 2003; Kohler’s corner-soy inkarticle, 2005）。
（三）商業(yè)表格油墨（business forms ink）
這種油墨使用于印刷機(jī)時(shí)，通常是印刷表格的長(zhǎng)滾筒、未經(jīng)涂布的紙張，這種類型的油墨至少含有2 0%的黃豆油。因?yàn)辄S豆油墨在干燥時(shí)，黃豆油不會(huì)蒸，會(huì)在墨硬化時(shí)聚合，因此在大量商業(yè)印刷中是不利的（Patterson, 2003; http://www.soyink.com/, 1997）。
（四）彈性凸版油墨（flexographic ink）
此類彈性凸版油墨是水基或溶劑基的油墨，并不含黃豆油等植物油成份，但是卻含有植物蛋白（黃豆蛋白），它可使顏料附著在紙張上完成印刷，通常黃豆蛋白含量為15~20%（Patterson, 2003）。
（五）其它——工業(yè)涂料
多年來(lái)，黃豆油主要是用來(lái)做成醇酸樹(shù)脂（alkyd），它溶解在載體（carrier）溶劑里來(lái)制造出油性顏料。然而在生產(chǎn)出醇酸樹(shù)脂，完成顏料和涂料的調(diào)配，必須將黃豆油經(jīng)過(guò)加熱和加壓的基本化學(xué)轉(zhuǎn)換，才能變成醇酸樹(shù)脂。同時(shí)，粉末涂料和熱固涂料已增加用于工業(yè)用的涂料，逐漸取代液態(tài)的醇酸樹(shù)脂顏料。這些新涂料它們大部份干燥都是透過(guò)熱、電子光、紫外線等形式，由輸入能量來(lái)干燥的（S o y - B a s e d Paints and Coatings Technical Fact Sheet, 2003;Hackmann, 2002 |
