为油墨颜料寻求生物替代方案，开启环保新篇章

废弃物中的生物质资源，正成为油墨行业创新的源泉。通过生物技术的运用，我们能够开发出环保、可持续的油墨替代品，为行业的绿色转型贡献力量。
如今，随着环保意识的日益增强，越来越多的消费者在购物时会仔细查看产品标签上的信息，了解其原材料是否具备环保和可持续性。然而，很少有人意识到，这些标签的印刷过程同样需要关注。印刷所使用的油墨材质，是否也是环保且可持续的，这同样是一个值得探讨的问题。
在探索可持续油墨生产的道路上，创新举措层出不穷。其中，生物基颜料的研发与节能制造工艺的改进备受瞩目，它们共同致力于降低油墨生产对环境的冲击。目前，黑色颜料市场以石油基颜料为主导，尤其是碳黑，其年产量高达1400万吨，广泛应用于橡胶、塑料、油墨等多个领域。然而，作为化石燃料燃烧的副产品，碳黑对自然生态系统构成了严重威胁，这促使油墨生产厂商寻求其环保替代品。

大自然中，废弃生物质经过多酚碳化后，可转化为具有凝聚石墨结构的物质，这一发现为生物基颜料的研发提供了新思路。基于此，超结构碳化木素颗粒黑色生物油墨应运而生。其黑色来源于特殊的分子结构，通过优化分子结构，可以降低光反射，实现高效吸收光线并减少反射。
近日，东京农业技术大学农业研究所Mariko Ago团队研发出一种多功能黑色生物油墨，通过巧妙结合木质素衍生的吸光颗粒与基于纤维素纳米纤维（CNF）的透明结构粘合剂来实现。这种黑色生物油墨在固结过程中形成了超结构颗粒纳米纤维网络，其独特的化学和结构特征使得光反射率大大降低。此外，利用CNF作为结构粘合剂，可以精细调控油墨的粘度和流动行为，从而拓宽其应用范围。实际上，CNF已被广泛用作各种油墨配方的流变改性剂。

该研究不仅展示了黑色生物油墨在涂料、书写和3D打印中的多功能性，还设想将其应用于喷墨打印、冲压和绘画等领域。相关研究成果已以“Black Bioinks from Superstructured Carbonized Lignin Particles”为题，在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》上发表。
黑色生物油墨在颜料和碳材料制造中的应用广泛，包括涂覆聚酯织物、作为沾水钢笔的墨水、涂覆木材横截面以实现太阳能发电，以及3D打印支架等。纳米纤维素作为结构粘合剂，能够牢固地粘附在各种表面上，显示出其强大的粘合能力。此外，通过调整油墨中的碳颗粒质量分数和粘合剂含量，可以轻松地调节油墨的粘度，以适应不同的工艺需求。
这种黑色生物油墨不仅具有广泛的应用范围，还是开发多种碳特性材料的前体，如碳捕获、电催化、过滤、电磁屏蔽以及热感应太阳能蒸汽产生等。其多功能性得益于纳米纤维素粘合剂的非阻碍性，使得颗粒的表面和功能得以充分利用。

在环保趋势日益增强的背景下，生物基油墨产业展现出广阔的市场前景。Living ink公司以真菌和藻类等微生物为原料，生产出可持续的环保油墨和天然颜料，有效减少了化学物质和有毒材料的排放，为传统油墨的绿色替代提供了解决方案。
该公司通过收集来自营养品行业的海藻农场的废物，利用专有技术将其转化为负碳、可再生的黑色颜料，从而实现商业化生产。相较于石油基油墨，海藻油墨的碳排放量减少了高达200%。这种环保颜料有望替代传统的碳基颜料，为环境带来积极影响。

Living ink公司专注于利用生物科技和创新工程方法，从藻类中创造和提供碳颜料及油墨产品，致力于改变印刷行业的环保原料现状。其工艺技术包含四个关键步骤：首先，从池塘中的藻类废物中利用阳光、水和二氧化碳进行大规模快速生长，并每日收获；其次，运用专利技术将藻类原料提纯为原始的黑色颜料；然后，将这种黑色颜料转化为与传统碳黑油墨相似的成品油墨；最后，这些成品油墨可用于胶印、柔版印刷、喷涂以及传统印刷机。

Living ink公司生产的环保油墨产品主要包括植物油墨、藻类油墨和生物油墨卡带。植物油墨由天然植物色素及其他成分精制而成，适用于打印和绘画，且不含有毒化学物质，可在自然环境中完全分解；藻类油墨则源自紫菜的天然色素，呈现出强烈的紫色，同样具备环保特性，且在光照下色彩稳定；而生物油墨卡带是一种可持续的打印材料，由可回收材料制成，可在打印机上重复使用，既降低了印刷成本又利于环保。

耐克印花可持续图形T恤系列与Living ink藻类油墨

Living ink公司生产的藻类油墨，根据其应用领域，可划分为以下四类：

1. 黑藻柔版印刷油墨：这种水性柔版油墨特别适用于瓦楞纸和纸箱的印刷。
2. 黑藻丝网印刷油墨：它是一种水性丝网印刷油墨，适用于棉、混纺以及合成纺织品。
3. 黑藻胶印油墨：该油墨既包括传统的植物基胶印油墨，也涵盖UV胶印油墨，适用于各种涂布或未涂布的纸张。
4. 黑藻紫外线丝痕油墨：这是一种能量固化的丝网油墨，专为提升加工速度和适应多种多用途的聚乙烯材料而设计。

结语

当前，环保油墨产业正迎来蓬勃发展的机遇，其应用领域广泛，涵盖电子产品、食品包装、印刷等多个行业。市场分析显示，环保油墨产业蕴藏着巨大的发展潜力，预计将持续保持健康增长。特别是在食品包装领域，对环保油墨的需求日益旺盛，预示着其未来将成为行业的主导趋势。

中国政府对环保产业的扶持力度不断加大，这也为环保油墨产业带来了更多的发展机遇。展望未来，环保油墨产业有望逐步迈向成熟，成为新兴产业中不可或缺的重要力量。

内容来源：Living ink & Wiley

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