印刷行业危险废物产生节点及特性分析
筛查危险废物的种类、性质和数量对于确定危险废物的综合利用方式、处置方式和处置规模十分重要，也是保障危险废物处置设施有效运转的必要前提。本文结合印刷工艺的发展现状和特点，系统分析了印刷行业危险废物的产生节点及污染特性。
1 印刷工艺
印刷品的加工过程包括印前服务设计、印刷和印后加工。印前服务设计是指由原稿制成数字文件或印版；印刷是指将图文信息由印版或数字文件转移到承印物表面；印后加工是指使印刷品获得所要求的形状和使用性能，如加工成册或制成包装盒等。
印刷工艺按复制方式分为传统印刷和数字印刷[1] ：传统印刷必须具备五大要素，即原稿、印版、承印物、印刷油墨和印刷机械，其工艺由“原稿－制版－印刷－印后加工”构成，目前由原稿到制版可全部或主要采用数字技术，但其色料转移必须依靠印版和压力；数字印刷不需要制版，可将数字形式描述的版面信息直接转换成印刷品，实现“从计算机直接到纸张”。
1.1 传统印刷
传统印刷按印刷版式的不同可分为平版印刷、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，目前胶印工艺被广泛使用。胶印使用的印版是预涂感光版（PS版）。
凸版印刷的印版目前主要有铝合金、铅合金、铜版、锌版、塑料版等，但由于铅字、铅合金印版有毒，凸版印刷曾一度衰落。随着柔性版印刷的出现，凸版印刷再度崛起。柔性版采用诸如橡胶凸版、感光性树脂版等弹性固体制成的凸版。
凹版印刷的印版一般采用铜、锌板或钢板作为雕刻的表面，凹下的部分可利用腐蚀、雕刻、铜版画等制版法。凹印制版要经历胚滚加工、滚筒打磨、滚筒制作、镀铜、镀铬等工艺，因此制版周期较长。
孔版印刷的印版（纸膜版或其它版的版基上制作出可通过油墨的孔眼）在印刷时，通过一定的压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印物上，形成图象或文字。孔版印版的种类有誊写版、镂空版、丝网版等，目前多用丝网印刷。
传统印刷工艺的现状及发展趋势见下表。
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1.2 数字印刷
数字印刷指的是使用数据文件控制相应设备，将呈色剂/色料（如油墨）直接转移到承印物上的复制过程。数字印刷系统主要是由印前系统和数字印刷机组成，有些系统还配上装订和裁切设备。
2 印刷工艺危险废物产生节点分析
印刷行业产生的危险废物主要来源于印前工艺和印刷两个工段。
2.1 印前工艺产生的危险废物
印前工艺产生的危险废物包括感光材料废物、表面处理废物、精馏残渣和有机树脂类废物等。
2.1.1 感光材料废物
不同的印刷工艺采用的印前工艺是大有区别的。就传统印刷而言，胶印、柔印采用的是类似的传统印前工艺—以激光照排机为代表的传统印前流程—由激光照排机输出胶片、胶片冲洗、晒版构成，产生的危险废物包括废胶片、胶片冲洗过程中的废显影液和废定影液、晒版过程中的废显影液，均属于《国家危险废物名录》中HW16“感光材料废物”。目前，以直接制版（Computer to Plate，简称CTP）为代表的数字化印前流程已经开始替代以激光照排机为代表的传统流程， CTP在制版时间上比传统制版快30min以上，在我国报业印刷领域率先获得应用（采用胶印），但在柔印领域尚未获得实际应用。CTP制版过程无需输出胶片，从而仅仅在晒版过程中产生废显影液。
丝印工艺的印刷品由于幅面大（可达3m×4m），其胶片可以通过大型打印机输出，不再需要胶片冲洗过程。但在晒版之前需要在丝网表面涂覆感光胶，晒版后则采用清水冲洗来完成显影过程，这样，会有少量的感光胶进入液相。
数字印刷机包括墨粉类数字印刷机和喷墨印刷机。与传统印刷相比，数字印刷无需制版，是由感光材料制成的印刷滚筒（无印版）经感光后形成可以吸附油墨或墨粉的图文，然后转印到纸张等承印物上。墨粉类数字印刷机在使用过程中，会产生废感光鼓，属于感光材料废物。喷墨印刷机不产生感光材料废物。
综上所述，在胶印、柔印、丝印及墨粉类数字印刷机印前工艺中，均会产生感光材料废物，只是，对于不同的工艺，产生的危险废物种类和特性是有差异的。
2.1.2 表面处理废物
凹印工艺的制版目前仍然以电子雕刻为主，是通过电子雕刻机直接对凹版滚筒进行雕刻而完成的。电子雕刻凹版的版辊为钢材，其表面电镀镍、铜后再用来进行雕刻。电镀过程产生的电镀残渣及槽液属于《国家危险废物名录》中HW17“表面处理废物”。
2.1.3 精馏残渣
在胶印制版、柔印制版及CTP制版过程中，均需要显影液对版基表面的感光涂层进行显影。对于不同的印刷工艺而言，制版过程所需要的显影液成分是有差异的，该显影液在组成上也有别于胶片显影过程的显影液成分。显影液经多次显影后，显影液中的有效成分不断被消耗，加上不断溶入显影液中的感光层的作用，显影液的显影能力越来越弱，显影液出现了老化现象，以致于不能满足显影要求，应计量补充和更换新液。
目前只有柔印工艺的晒版过程产生的废显影液得到了循环利用—对废有机溶剂蒸馏、冷凝后获得再生，产生的危险废物属于《国家危险废物名录》中HW11“精（蒸）馏残渣”。
2.1.4 废印版产生情况和污染特性分析
废印版是完成印刷过程后的废弃印版，主要包括胶印工艺的PS版、CTP制版工艺中的废版、柔性版印刷工艺的柔性版和丝网印刷工艺的废丝网印版。
（1）胶印
PS版的版基大多数为铝材，印刷完成后，PS版成为废版[2] 。PS版表面涂敷的感光材料层属于危险废物。 CTP制版工艺中的废版版基为铝材，同样涉及版基上感光材料涂层的污染问题。废PS版、废CTP版由于其表面的感光层很薄，未能整体上作为危险废物进行处理，只作为废铝进行再利用，或将表面涂层清洗后再涂覆新的感光层获得再利用。
（2）柔印
柔性版制版工艺流程为原稿→菲林（阴片）→曝光 →冲洗→烘干→后处理。柔性制版机集曝光、洗版、干燥、后处理四种工艺于一体。柔性版由聚酯基底、光聚合物、保护层等构成，曝光时需要进行背曝光（紫外光线从聚酯基底方向曝光约1min，形成约1mm厚的硬化底层）、主曝光（紫外光线从负片正面曝光约10min，光聚合物产生光化学反应，形成图文部分）。之后，使用酒精溶剂，用尼龙刷子冲洗未感光部分，保留光聚合的浮雕。常见的版材厚度为1.70mm及2.29mm。质量高的柔性版其耐印率应大于50万印，甚至高达100万印。废柔性版属于《国家危险废物名录》HW13“有机树脂类废物”。在实际工作中，少量的废柔版往往被混入感光材料废物一并交到危险废物处置单位进行处置。
（3）丝印
对丝网印刷来说，制版时在丝网上涂布一定厚度的感光胶并干燥，在丝网上形成感光膜，然后将底片与涂布好的丝网贴合放入晒版机曝光，经自来水冲洗后显影，图文部分未固化的感光材料被冲洗掉，使丝网孔为通孔；非图文部分的感光材料固化堵住网孔。目前常用的丝网种类有尼龙（又称锦纶）和聚酯（又称涤纶）。聚酯类废丝网版属于《国家危险废物名录》中HW13“有机树脂类废物”。聚酯类丝网版完成印刷后，可用水清洗干净后循环利用，可重复使用数十次乃至上百次，由此，废聚酯类丝网版产生量很少。 2.2 印刷过程产生的危险废物
2.2.1 染料、涂料废物
目前我国传统印刷行业中广泛使用的还是传统的溶剂型油墨。废油墨属于《国家危险废物名录》中 HW12“染料、涂料废物”。
传统印刷油墨包括下列3种基本成分：
（1）成色剂
是精细固体粒子的颜料，颜料有透明度、不透明度、光紧度和化学阻力等特性。
（2）连结料（载体）
连结料由树脂、干性植物油、矿物油、烃类、芳香族类、烯烃、石蜡烃等组成，属液体材料。它的作用是在印刷过程中承载颜料粒子，并在转移到纸张或承载材料上后，在承载材料和颜料粒子间起到连结的作用。溶剂油墨中的树脂连结料用有机溶剂如醇、酯、酮、苯类。
（3）添加剂
包括撒淡剂、干燥剂、塑性材料、乳化剂和一些特殊的化学物质，其作用是改变油墨的印刷适性，如粘度、粘性、干燥性等，或达到所要求的印刷质量特征。另外，添加剂有助于忽略对象耐磨性这样的规范特征的要求。
废油墨来源于印刷过程，污染途径有：当油墨放进印刷机时，油墨会经过很多不同的滚筒分散并转移到滚筒上，墨斗亦要预留一定的油墨量以稳定供墨，也即印刷机自身会形成废墨；在机头测试印刷效果时形成的废印刷产品上涂敷大面积油墨，处理不当可能会形成二次污染；不同种类、颜色的油墨混合形成废油墨；油墨使用过程中因为温度、湿度等条件的变化在长时间使用后会造成印刷适性变差，形成废油墨；油墨残留附着在油墨桶内壁，废油墨桶被油墨生产厂家回收后处置，不会产生二次污染；若废油墨桶进入生活垃圾，会形成潜在的二次污染；油墨残留在印版表面，进入印版回收处理工序，有可能造成二次污染。
数字印刷中产生的废硒鼓、废墨盒属于《国家危险废物名录》中HW12“染料、涂料废物”。据调查，每只废旧墨盒中残留着10%～40%的墨水；硒鼓中的墨粉是2～4微米的微尘。废硒鼓、废墨盒属于数字印刷中的耗材，可谓量大面广，且产生量递增速度极快，但其对环境的污染目前尚未得到重视。
2.2.2 废矿物油
在胶印PS版的清洗过程中，汽油和煤油因为清洗效果较好、价格低廉仍然获得广泛应用，因而产生了废汽油和废煤油。随着汽油、煤油为洗车水取代，废矿物油的产生量将会越来越少。另外，在印刷设备维修、维护过程中，也会产生一定量的废矿物油。废汽油和废煤油属于《国家危险废物名录》中HW08“废矿物油”。
2.2.3 废有机溶剂
印刷行业中使用的有机溶剂种类很多，如印版清洗剂、油墨清洗剂、橡皮布清洗剂、油性上光材料、润版液等，在使用过程中会产生少量的废有机溶剂，属于《国家危险废物名录》中HW42“废有机溶剂”。
胶印是利用油水不相容的原理来完成印刷的，胶印过程中所用到的水称为润版液。润版液通常是由水、磷酸、无机盐、亲水胶体以及表面活性物质组成。目前胶印机上普遍采用的是酒精润版系统，异丙醇（IPA）是润版溶液的添加剂之一。另外，凹版印刷工艺中含苯、甲苯、二甲苯的废印版清洗剂、擦拭印版的废抹布等均属于HW42“废有机溶剂”。
3 结论和建议
印刷行业产生的危险废物主要来源于印前工艺和印刷过程，主要有感光材料废物、染料涂料废物、表面处理废物、精馏残渣、有机树脂类废物、废有机溶剂、废矿物油等。
印刷工业是近年来发展速度较快的都市产业之一，且随着人们消费水平的提高和经济发展水平的上升还有较大的发展空间。为此，必须重视印刷行业危险废物的管理和处置。我国危险废物的管理已实行“从摇篮到坟墓”的全过程管理，所以印刷行业应首先从企业自身管理出发重视对危险废物的管理。
参考文献：
[1] 徐锦林．印刷工程导论[M]．北京：化学工业出版社，2006：1-8.
[2] 周震，贾静茹，袁朴．印刷材料[M]．北京：化学工业出版社，2005：19-25.
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