جوهرهای پایه آبی چه مزایایی در حفاظت از محیط زیست دارند؟

کاهش ترکیبات آلی فرار (VOCs) در کاربردهای مرکب مبتنی بر آب

چگونه جوهر پایه‌آبی انتشار ترکیبات آلی فرار (VOC) را در فرآیندهای چاپ حذف می‌کند

استفاده از جوهرهای پایه‌آبی به این معنی است که دیگر نیازی به نگرانی دربارهٔ انتشار ترکیبات آلی فرار مضر نیست، زیرا این جوهرها حلال‌های نفتی را با آب معمولی (H2O) به عنوان مواد اصلی خود جایگزین می‌کنند. اعداد و ارقام داستان جالبی را نیز روایت می‌کنند — مطالعات انجام‌شده در بخش چاپ نشان می‌دهند که این گزینه‌های پایه‌آبی در مقایسه با جایگزین‌های سنتی مبتنی بر حلال، بین ۷۲ تا تقریباً ۹۰ درصد از ترکیبات واکنش‌گر مزاحم را کاهش می‌دهند. اهمیت این موضوع در این است که این کار واکنش‌های تشکیل ازن را از همان مرحله اولیه متوقف می‌کند. این امر به‌طور چشمگیری مشکلات کیفیت هوای داخلی، به‌ویژه در تأسیسات چاپ، را کاهش می‌دهد، جایی که کارگران قبلاً برای ایمنی خود در برابر قرار گرفتن مداوم در معرض مواد شیمیایی طی شیفت‌های طولانی، به سیستم‌های گرانقیمت تهویه نیاز داشتند.

مقایسه سطح ترکیبات آلی فرار: جوهرهای پایه‌آبی در مقابل جوهرهای پایه‌حلال

آزمایش‌های مستقل نشان می‌دهند که جوهرهای مبتنی بر حلال ۳۸۰ تا ۵۴۰ گرم ترکیبات آلی فرار (VOCs) را به ازای هر کیلوگرم آزاد می‌کنند، در حالی که نسخه‌های آبی تنها ۳۵ تا ۹۰ گرم آزاد می‌کنند. این کاهش ۷۵ تا ۹۰ درصدی، دغدغه‌های نظارتی درباره تشکیل دود دوده را حل می‌کند و فراتر از تولید است: فراریت کمتر به معنای آزاد شدن کمتر مواد در طول انبارداری و حمل‌ونقل است و عملکرد محیط‌زیستی را در تمام چرخه عمر محصول بهبود می‌بخشد.

تأثیر کاهش انتشار ترکیبات آلی فرار بر کیفیت هوای شهری

در شهرهایی که چاپ‌وسیال به مقدار زیادی انجام می‌شود، از زمانی که بسیاری از کسب‌وکارها به جوهرهای آبی روی آوردند، کیفیت هوای بهتری مشاهده شده است. به عنوان مثال، در شهرستان لس آنجلس، سطح ازن حدود ۶٫۲ درصد از سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۳ کاهش یافت، دقیقاً در همین بازه زمانی که تقریباً ۴ از هر ۱۰ واحد چاپ به جوهرهای فلکسوگرافی آبی روی آوردند. این موضوع چیز جالبی نشان می‌دهد؛ در واقع تغییرات کوچک مقیاس در چیزهایی که صنایع روزانه استفاده می‌کنند، می‌تواند واقعاً به دستیابی به اهداف کلان تعیین‌شده توسط مقررات قانون تمیز هوای کشور کمک کند.

هماهنگی نظارتی و جابجایی صنعت به سمت راهکارهای کم‌فرار (کم‌ترکیبات آلی فرار)

مصوبه سال 2022 آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) که محتوای ترکیبات آلی فرار (VOC) را به حداق 90 گرم در لیتر محدود کرده است، باعث شده 68 درصد از جوهرهای حلال‌پایه دیگر برای استفاده تجاری مجاز نباشند. این مقررات تغییرات گسترده در صنعت را تسریع کرده و سازندگان بزرگ را واداشته تا خطوط تولید خود را در عرض 18 ماه اصلاح کنند تا هم الزامات قانونی را رعایت کنند و هم تقاضای رو به رشد مصرف‌کنندگان برای راهکارهای بسته‌بندی پایدار را برآورده سازند.

قابلیت تجزیه بیولوژیکی و کاهش آلودگی محیط زیست

فرآیند تجزیه طبیعی اجزای جوهر پایه آبی در اکوسیستم‌ها

اجزای جوهر پایه آبی — به ویژه رنگ‌دانه‌های گیاهی و رزین‌های محلول در آب — به سرعت از طریق فعالیت میکروبی تجزیه می‌شوند و طی 3 تا 6 ماه کاملاً تجزیه می‌گردند. هیدرولیز آنزیمی این مواد را به ترکیبات آلی بی‌ضرر تبدیل می‌کند که این فرآیند در مطالعات انجام‌شده در محیط‌های دریایی و خشکی تأیید شده است؛ در مقابل، جوهرهای پایه نفتی که دهه‌ها طول می‌کشد تا تجزیه شوند، عملکردی کاملاً متفاوت دارند.

کاهش خطرات آلودگی خاک و آب ناشی از دفع جوهر

جوهرهای پایه‌آب که فاقد فلزات سنگین و فталات هستند، خطرات آلودگی محیط‌زیست را در زمان دفع بیش از ۸۰٪ کاهش می‌دهند. تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری به بازدهی ۹۲٪ در حذف ذرات جوهر پایه‌آب دست می‌یابند، در مقایسه با تنها ۴۵٪ برای جوهرهای متعارف، که این امر به شدت از احتمال روان‌شدگی کشاورزی و آلودگی آب‌های زیرزمینی می‌کاهد.

مطالعه موردی: بسته‌بندی قابل تجزیه با جوهرهای پایه‌آب تجزیه‌پذیر چاپ شده

آزمایشی در سال ۲۰۲۴ نشان داد که بسته‌بندی مواد غذایی چاپ‌شده با جوهرهای پایه‌آب تجزیه‌پذیر، در شرایط استاندارد ASTM D6400 به‌طور کامل ظرف ۴۵ روز تجزیه می‌شوند. در مقابل، بسته‌بندی‌هایی که از جوهرهای حلال‌دار استفاده کرده‌اند، معیارهای کمپوست‌پذیری را به دلیل بقایای شیمیایی نقض کردند؛ این موضوع نشان می‌دهد که انتخاب جوهر چقدر می‌تواند چرخهٔ بسته‌بندی پایدار را بهبود بخشد.

فرمول‌های غیرسمی، ایمنی محیط کار و مصرف‌کننده را افزایش می‌دهند

حذف حلال‌های خطرناک در جوهر پایه‌آب، ایمنی محیط کار را بهبود می‌بخشد

جایگزینی حلال‌های سمی مانند گلیکول اترها و تولوئن با حامل‌های آبی طبق گزارش ابتکار ایمنی در محل کار سال 2023، 83٪ از خطرات قرار گرفتن در معرض عوامل زیان‌آور شغلی در تأسیسات چاپ را حذف می‌کند. کارگاه‌های چاپی که به جوهرهای پایه آبی روی آورده‌اند، 40 تا 60 درصد بیماری‌های تنفسی کمتری گزارش داده‌اند که نشان‌دهنده بهبود چشمگیر در سلامت کارگران است.

کاهش سمیت و خطرات بهداشتی برای چاپگران و مصرف‌کنندگان

عدم وجود ترکیبات آلی فرار (VOCs) در جوهرهای پایه آبی با کاهش قابل توجه مشکلات مزمن سلامتی همراه است:

• 72٪ کاهش در بروز آسم شغلی
• 91٪ کاهش در موارد تحریک پوستی
• 65٪ کاهش در قرار گرفتن در معرض ترکیبات نوروتوکسیک

این مزایا به مصرف‌کنندگان نهایی نیز گسترش می‌یابد، به‌ویژه در بسته‌بندی مواد غذایی و محصولات کودکان، جایی که فرمولاسیون‌های کم‌سمیت خطر برای مصرف‌کننده را به حداقل می‌رسانند.

دفع ایمن‌تر و تولید حداقلی پسماندهای خطرناک

جربهای پایه‌آب حداقل پسماند خطرناک تولید می‌کنند و امکان تخلیه ایمن آنها به سیستم‌های شهری بدون نیاز به تصفیه تخصصی فراهم می‌شود. بررسی‌های انجام‌شده در واحدها نشان‌دهنده کاهش ۸۷ درصدی حجم پسماندهای خطرناک نسبت به فرآیندهای مبتنی بر حلال است، ضمن اینکه تجزیه کامل این جربها در شرایط استاندارد محل دفن زباله ظرف ۹۰ روز انجام می‌شود.

بهره‌وری انرژی و کاهش خالص انتشار کربن

دمای پایین‌تر پخت جرب‌های پایه‌آب مصرف انرژی را کاهش می‌دهد

جداکننده‌های پایه آبی برای واکنش دادن به حدود ۱۲۰ تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد نیاز دارند، که بسیار پایین‌تر از ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه مورد نیاز برای گزینه‌های حلال‌پایه است. این بدین معناست که کارخانه‌ها می‌توانند مصرف انرژی خود را بین ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش دهند. به این فکر کنید که تنها کوره‌های خشک‌کننده حدود ۳۵ درصد از تمام انرژی مصرفی در عملیات چاپ را به خود اختصاص می‌دهند، بنابراین این نوع صرفه‌جویی‌ها با گذشت زمان به شدت تجمعی هستند. طبق تحقیقی که سال گذشته توسط علوم محیطی فرانتیر منتشر شد، وقتی به کل صنعت نگاه می‌کنیم، انتقال به جوهرهای پایه آبی می‌تواند نیاز سالانه به انرژی را تقریباً ۱۸ درصد کاهش دهد. این دقیقاً معادل جلوگیری از ورود ۴٫۷ میلیون تن دی‌اکسید کربن به جو در هر سال است.

مشارکت در کاهش ردپای کربنی در تولید چاپ

هنگامی که مواد در دمای پایین‌تر سخت می‌شوند، چندین مزیت زیست‌محیطی به دنبال آن رخ می‌دهد. ما شاهد کاهش مصرف گاز طبیعی و برق، نیاز کمتر به سیستم‌های تهویه و گرمایش برای حفظ دماهای مناسب، و در نهایت کاهش انتشارات تولید شده در فرآیند تولید انرژی هستیم. بسیاری از شرکت‌های چاپ اتحادیه اروپا این مزایا را تشخیص داده‌اند. بر اساس گزارش‌های اخیر صنعتی، حدود دو سوم چاپ‌کاران اتحادیه اروپا از سال ۲۰۲۲ به عنوان بخشی از تلاش‌های گسترده‌تر خود برای کاهش ردپای کربنی، به جوهرهای آبی روی آورده‌اند. این امر به خوبی با اهداف توافق پاریس در مورد اهداف اقلیمی، به ویژه حفظ گرمایش جهانی در حداقل ۱٫۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر از سطوح قبل از دوره صنعتی، همخوانی دارد.

ارتباط استفاده از جوهرهای آبی و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی

هر تغییر ۱ درصدی در بازار به سمت جوهرهای پایه آبی، به طور سالانه حدود ۲۹۰,۰۰۰ بشکه نفت را با کاهش شدت انرژی در فرآیند چاپ جایگزین می‌کند. این کاهش وابستگی به شبکه‌های مبتنی بر سوخت فسیلی، انتقال گسترده‌تر صنعت تولید به منابع انرژی تجدیدپذیر را تسهیل می‌کند.

پارادوکس صنعت: انرژی خشک‌کن بالاتر در مقابل صرفه‌جویی خالص در کربن

اگرچه جوهرهای پایه آبی به دلیل زمان خشک‌شدن ۱۵ تا ۲۰ درصدی بیشتری نیاز دارند، اما ردپای کربن خالص آنها به دلیل بهره‌وری کلی، همچنان به میزان ۴۱ درصد کمتر در هر کار است:

این تعادل توضیح می‌دهد که چرا ۷۸ درصد از چاپگران علیرغم تنظیمات اولیه روی فرآیندهای خشک‌کن، ظرف ۱۸ ماه پس از تغییر به جوهرهای پایه آبی به صرفه‌جویی خالص در هزینه‌های انرژی دست می‌یابند.

بهبود قابلیت بازیافت مواد چاپ‌شده با استفاده از جوهرهای پایه آبی

چگونه جوهرهای پایه آبی بازیافت کاغذ و مقوا را بهبود می‌بخشند

جوهرهای پایه آبی بازیافت کاغذ را آسان‌تر می‌کنند، زیرا از مواد چسبنده شیمیایی مزاحمی که در فرآیند حذف جوهر باقی می‌مانند، صرف‌نظر می‌کنند. دلیل این امر این است که این جوهرها به‌صورت دائمی با الیاف سلولزی کاغذ پیوند نمی‌خورند. طبق گزارش Recycling Today از سال گذشته، این امر به معنای تسریع حدود ۲۰ درصدی در فرآیند تمیزکردن خمیر کاغذ است. تمیزکردن سریع‌تر منجر به الیاف بازیافتی با کیفیت‌تری می‌شود که سپس به تولید انواع محصولاتی مانند بسته‌بندی و محصولات چاپی تبدیل می‌شوند. علاوه بر این، مزیت دیگری وجود دارد که کمتر کسی به آن توجه می‌کند: جوهرهای پایه آبی فاقد PVC و فثالات هستند، بنابراین وقتی کاغذ بارها و بارها بازیافت می‌شود، ذرات ریزپلاستیکی پس از خود برجای نمی‌گذارند. این امر به حفظ ناخالصی‌کم و خلوص جریان کاغذهای بازیافتی کمک می‌کند که در تلاش برای کاهش ضایعات در صنایع مختلف اهمیت زیادی دارد.

کاهش آلودگی آب و خطرات رواناب در حین بازیافت

فرمول‌بندی‌های محلول در آب به‌راحتی و بدون آسیب در حین خمیرکردن حل می‌شوند و باقیمانده سمی در فاضلاب را به حداقل می‌رسانند. در مقایسه با جوهرهای حلال‌پایه، این روش خطرات شسته‌شدن مواد شیمیایی را تا ۳۴٪ کاهش می‌دهد (موسسه اکوپرینت، ۲۰۲۲). واحدها گزارش داده‌اند که هزینه‌های تصفیه آب ۵۰٪ کمتر شده و پایداری از طریق سیستم‌های حلقه‌بسته که ۹۰٪ آب فرآیند را بازیابی می‌کنند، بهبود یافته است.