大衛理查森

印刷過程概述

印刷術的發明可以追溯到11世紀的中國。 15世紀後期，約翰內斯·古騰堡首先引入活字印刷術並發明了印刷機，從而開創了當今世界通用的印刷工藝。 從那時起，印刷工藝已經從簡單地在紙上印刷文字擴展到在紙和其他材料（基材）上印刷文字和其他形式的圖形藝術。 在 20 世紀，各類消費品的包裝將印刷提升到了一個新的高度。 印刷、包裝和出版物，以及與塗層和層壓密切相關的領域，在家庭、休閒和工作中使用的日常產品和工藝中都能找到。

將文字和圖片放置在紙張或其他基材上的藝術正在朝著幾年前未曾預料到的方向發展。 範圍非常廣泛的技術，從更古老和更傳統的印刷方式到涉及計算機和相關流程的最新技術，都在不斷發展。 這包括從平板印刷機中鉛基類型的舊技術到今天的現代捲筒紙直接製版印刷機的所有內容（見圖 1）。 在某些操作中，這些不同的技術實際上是並排發現的。

圖 1. 打印過程的整理結束

印刷有四種一般類型，這些技術存在許多安全、健康和環境危害。

1.凸版或凸版印刷. 這個過程在印刷和出版中使用了多年，涉及創建圖像，通常是字母或圖片，這些圖像在背景或非印刷區域上方凸起。 將墨水施加到凸起區域，然後將其放置為與接受圖像的紙張或其他基材接觸。

有幾種創建浮雕圖像的方法，例如使用可移動字體組合單個字母，或者使用曾經常見的排字機或機器創建的類型。 這些過程適用於更簡單、運行時間更短的打印任務。 對於運行時間較長的任務，通常由金屬、塑料或橡膠類材料製成的印版更為合適。 使用橡膠或類似的印版通常稱為苯胺印刷或苯胺印刷。

此過程中的典型油墨可以是溶劑型或水性油墨。 一些基於紫外線 (UV) 固化和其他化學物理系統的新型墨水正在開發中，並在該打印系統中使用。

2.凹版或凹版印刷. 在凹版或凹版印刷工藝中，要印刷的圖像凹入雕刻版或滾筒的表面。 印版或滾筒浸在墨水中。 然後使用印刷機從印版的非雕刻部分去除多餘的墨水 刮刀. 然後使印版或滾筒與油墨轉印圖像的紙張或其他承印物接觸。 這種印刷系統對於長版印刷產品非常典型，例如雜誌和包裝材料。

油墨通常是溶劑型的，甲苯是凹版或凹版油墨中最常見的溶劑。 基於大豆油和水的油墨的使用取得了一些成功。 但是，並非所有應用程序都可以利用這項新技術。

3.平版或平版印刷. 不同的材料構成了平版印刷或平版印刷的基礎。 通過使用不同的材料，可以開發出吸水或拒水（即，接受溶劑墨水）的區域。 溶劑吸墨區將承載圖像，而吸水區將成為背景或未打印區域。 因此，墨水僅粘附在特定區域以轉移到紙張或其他基材上。 在許多情況下，此步驟將涉及轉移到中間表面，稱為 毯子， 稍後將放置在紙張或其他基材上。 這種轉移過程稱為膠版印刷，廣泛用於許多印刷、出版和包裝應用。

應該注意的是，並非所有的膠版印刷都涉及光刻。 根據印刷過程的確切需要，其他印刷方法可能會利用膠版印刷的元素。

平版印刷或平版印刷中使用的油墨通常是溶劑型（即非水基），但一些非溶劑型油墨正在迅速開發中。

4.多孔或絲網印刷。 多孔或絲網印刷使用放置在細網絲網上的模板。 油墨被施加到開放的絲網區域並壓（刮）過模板和開放的網格區域。 油墨將通過絲網轉移到絲網下的紙張或其他承印物上。 絲網印刷通常用於更簡單、小批量的印刷任務，這種工藝可能具有成本優勢。 這種印刷工藝的典型用途是用於紡織品、海報、展示和牆紙。

用於絲網印刷的油墨可以是溶劑型的，也可以是水性的，這在很大程度上取決於要印刷的承印物。 由於絲網印刷中使用的塗層通常較厚，因此油墨通常比其他印刷方法中使用的油墨更粘稠。

印刷準備材料的準備

準備印刷材料涉及將作為複制主題的各種材料（包括文本、照片、藝術品、插圖和設計）組裝到印刷材料中。 所有材料必須完全定稿，因為印版創建後無法進行更改。 為了糾正錯誤，必須重做該過程。 此時應用圖形藝術原理以確保印刷產品的適當美感。

印刷過程中圖形藝術步驟的健康和安全方面通常被認為比印刷的其他方面危害更小。 藝術品的生成可能涉及相當大的身體壓力，以及使用的顏料、橡膠水泥、噴膠和其他材料帶來的健康風險。 其中大部分正在被計算機化的圖形所取代，這也在“商業藝術”一文中討論 娛樂和藝術 章節。 使用可視化顯示單元和計算機工作的潛在危險在本文檔的其他地方進行了討論 百科全書. 符合人體工程學的工作站可以減輕危害。

製版

現代印刷工藝中典型的印版或滾筒必須為工藝攝影或計算機生成的化妝而創建。 通常，製版從用於創建圖像的相機系統開始，隨後可以通過光化學方法將圖像轉移到印版上。 顏色必須分開，並且印刷質量的各個方面（例如半色調圖像）必須在此過程中開發。 與典型的家用相機相比，用於製版的攝影技術非常複雜。 需要非常精細的清晰度、分色和套準才能生產高質量的印刷材料。 隨著計算機的引入，許多手動組裝和圖像開發工作已被淘汰。

在印刷過程的這一部分中看到的潛在危險類似於照相行業的典型危險，本章其他地方將對其進行討論。 在製版過程中控制潛在的化學物質暴露很重要。

創建圖像後，使用照相製版工藝創建印刷版。 製版的典型照相製版工藝可分為以下幾類：

手動方法. 手工工具、雕刻機和刀具可用於在印版上創建浮雕，或者蠟筆可用於在光刻版上創建防水區域。 （這通常是一種用於小批量生產或特殊打印任務的方法。）

機械方法. 車床、劃線機和類似類型的機械設備用於製作浮雕，或者其他設備可用於在平版印刷版上製作防水區域。

電化學法. 電化學方法用於將金屬沉積到板或圓柱體上。

電子方法。 電子雕刻機用於在印版或圓柱體上製作浮雕。

靜電方法。 靜電複印或類似方法用於在印版或滾筒上創建浮雕或防水圖像組件。

照相製版法。 攝影圖像可以通過印版或滾筒上的感光塗層轉移到印版上。

照相製版是當今最常見的工藝。 在許多情況下，可以使用兩個或多個系統來創建印版或滾筒。

由於製作印版的方法多種多樣，製作印版對健康和安全的影響是廣泛的。 與過去相比，如今使用較少的機械方法是典型機械安全問題的根源，包括因使用手動工具和機加工車間中常見的大型機械設備而產生的危險。 與手部安全和防護相關的風險在使用機械方法的製版中很常見。 這種製版通常涉及使用可能易燃或有毒的油和清潔劑。

許多設施中通常仍在使用較舊的方法，同時使用較新的設備，並且可能會傳播危險。 如果印版由活字組成，那麼曾經在大多數印刷廠很常見的排字機會通過將鉛鑄成字母形狀來製作活字。 鉛被熔化並保存在鉛罐中。 由於存在鉛罐，許多與鉛相關的危害直接進入印刷廠。 鉛，這將在本文的其他地方討論 百科全書, 可以通過吸入鉛化合物以及鉛和含鉛類型的皮膚污染進入人體，從而導致鉛攝入。 其結果可能是慢性低度鉛中毒，導致神經系統功能障礙、腎功能障礙和其他毒性。

其他製版方法使用典型的電鍍或化學蝕刻化學系統在印版或滾筒上創建圖像。 這涉及許多不同的化學品，包括酸和重金屬（鋅、鉻、銅和鋁），以及構成板本身某些上層的有機化學樹脂系統。 一些系統現在在製版的化學過程中使用石油基溶劑。 在為此類設施進行的安全工作中，必須考慮此類化學品對健康的潛在危害。 適用於所用化學品的通風和個人防護設備非常重要。 此外，作為製版化學安全工作的一部分，需要考慮腐蝕劑和重金屬對環境的潛在影響。 這些化學系統的儲存和混合也會帶來健康風險，如果發生洩漏，這些風險可能會很嚴重。

在某些情況下用於將圖像轉移到印版或滾筒上的雕刻系統也可能存在潛在危險。 標準雕刻系統會產生一些金屬污染，這對於使用這些系統的人來說可能是個問題。 較新的系統利用激光設備將圖像雕刻到印版材料中。 雖然這可以消除製版過程中的一些步驟，但激光的存在可能會對眼睛和皮膚造成危害。 激光也可用於軟化塑料等材料，而不是將其加熱至汽化，從而為工作場所帶來額外的蒸汽和煙霧相關問題。

在大多數情況下，製版過程在印刷設施的整個生產操作中所佔的比例相對較小，這會自動限制存在的風險，因為在製版區域工作的人很少，而且這些類型的操作通常需要少量材料。 隨著技術的進步，將圖像轉化為印版所需的步驟將越來越少，從而減少危害對員工和環境產生影響的機會。

油墨製造

根據所使用的技術，使用了多種油墨和塗料。 油墨通常由形成圖像的載體和顏料或染料和樹脂組成。

載體允許顏料和其他成分保留在溶液中，直到墨水變乾。 典型的印刷油墨載體包括醇類、酯類（醋酸酯）、酮類或水。 凹版油墨通常包含大量甲苯。 較新的墨水可能含有環氧化大豆油和其他危險性較低的化學物質，因為它們不易揮發。

典型油墨的另一個成分是樹脂粘合劑。 在溶劑乾燥後，使用樹脂彎曲劑將顏料固定在基材上。 有機樹脂，一些是天然的，另一些是合成的，例如丙烯酸樹脂，通常用於油墨中。

顏料提供顏色。 顏料基可以來自多種化學品，包括重金屬和有機材料。

UV 固化油墨基於丙烯酸酯，不含載體。 它們不參與固化/乾燥過程。 這些油墨往往只是一種樹脂和顏料體系。 丙烯酸酯是潛在的皮膚和呼吸道致敏物。

油墨製造存在許多健康和安全隱患。 由於油墨成分通常包含易燃溶劑，因此在進行油墨製造的任何設施中防火都很重要。 自動噴水滅火系統和便攜式滅火設備必須存在並且處於完整和完整的運行狀態。 由於員工必須知道如何使用設備，因此需要培訓。 電氣系統應該是本質安全的或涉及吹掃或防爆。 靜電控制至關重要，因為許多溶劑在流經塑料軟管或空氣時會產生靜電荷。 強烈建議通過濕度控制、接地和連接來進行靜電控制。

混合設備，從小型攪拌機到大型配料罐，都會帶來許多機械安全隱患。 攪拌機葉片和系統在操作期間以及處於準備和清理模式時必須受到防護或以其他方式保護。 需要並必須配備機器防護裝置； 當它們因與維護相關的活動而被移除時，上鎖/掛牌程序是必不可少的。

由於材料的數量，材料的處理也可能存在危險。 雖然建議以這種方式處理方便地直接通過管道輸送到使用區域的所有材料，但許多油墨成分必須用袋子、桶或其他容器手動移動到混合區域。 這不僅涉及使用叉車和起重機等機械設備，還涉及進行混合的員工的人工操作。 背部拉傷和類似的壓力在這些操作中很常見。 正確起重實踐培訓是預防措施的一個重要方面，也是選擇不需要直接人工參與的機械起重過程的一個重要方面。

如此多的處理，可能會發生洩漏和化學品處理事故。 應該有系統來處理這種緊急情況。 此外，需要小心存放以防止溢出和不相容材料的可能混合。

特定化學品和大量儲存可能會導致與可能的員工健康暴露相關的問題。 每個組件，無論是載體、樹脂還是顏料，都應該單獨評估並在墨水系統的範圍內進行評估。 安全工作應包括： 工業衛生評估和取樣以確定暴露是否被認為是可接受的； 充分通風以去除有毒物質； 並應考慮使用適當的個人防護裝備。 由於存在洩漏和其他過度暴露的機會，因此應建立應急系統以提供急救。 建議使用安全淋浴、洗眼器、急救箱和醫療監護，否則可能會傷害皮膚、眼睛、呼吸系統和其他身體系統。 輸入的範圍可以從皮膚暴露於溶劑導致的簡單皮炎，到由於暴露於某些油墨配方中發現的重金屬顏料（例如鉻酸鉛）而導致的更永久性器官損傷。 由於在各種油墨和塗料製造中使用了許多材料，因此可能的毒性範圍很大。 借助紫外線固化油墨等新技術，危害可能從標準溶劑危害轉變為與皮膚反復接觸引起的過敏。 必須注意充分了解油墨和塗料製造中使用的化學品的潛在風險。 這最好在配製之前完成。

由於許多墨水含有一旦進入環境就可能有害的物質，因此可能有必要對墨水製造過程進行控制。 此外，必須小心處理包括清理材料和廢物在內的殘留材料，以盡量減少它們對環境的影響。

隨著全世界對改善環境的強烈重視，越來越多的“地球友好”油墨被引入，這些油墨使用水作為溶劑和毒性較小的樹脂和顏料。 這應該有助於減少與油墨製造相關的危害。

打印

印刷包括取印版、將油墨置於印版上以及將油墨轉移到承印物上。 在膠印過程中，圖像從纏繞在滾筒上的印版轉移到中間橡膠滾筒（橡皮布），然後再轉移到所需的承印物上。 基材並不總是限於紙，儘管紙是最常見的基材之一。 許多花哨的標籤是使用傳統印刷技術印刷在真空金屬化聚酯薄膜上的。 層壓塑料可以片材形式或作為連續卷材的一部分送入印刷機，隨後將其切割成規格以製作包裝。

由於印刷通常涉及顏色，因此可以將多個印刷層放置在基材上，然後在添加下一層之前乾燥。 所有這些都必須非常精確地完成，以保持所有顏色的套準。 這需要多個印刷站和復雜的控制，以通過印刷機保持適當的速度和張力。

與操作印刷機相關的危險與油墨製造中涉及的危險相似。 火災隱患很嚴重。 與油墨製造一樣，需要噴水滅火系統和其他防火措施。 其他系統可以直接安裝到壓力機上。 除了應該提供的便攜式滅火器之外，這些還可以作為額外的控制。 電氣系統應滿足吹掃、防爆或本質安全要求。 靜電控制也很重要，尤其是對於異丙醇等溶劑和輪轉印刷機。 除了處理在塑料軟管或空氣中移動時會產生靜電的易燃液體外，大多數塑料薄膜或網在金屬輥上移動時也會產生非常大的靜電。 濕度控制、接地和連接對於消除靜電以及針對網絡的靜電消除技術是必要的。

印刷設備、基材和相關油墨的手動處理是另一個安全問題。 存在類似於油墨製造中的儲存問題。 建議盡量減少人工操作設備、基材和油墨。 如果無法做到這一點，則需要對在印刷室工作的人員進行常規和重點培訓。

除了印刷室中的安全問題之外，還有涉及快速移動/旋轉設備以及以超過每分鐘 1,500 英尺的速度移動的基板的機械安全問題。 需要防護系統和警報來幫助確保員工安全。 在維修/維護功能期間也需要上鎖和掛牌系統。

由於旋轉設備的數量和速度在許多印刷操作中很常見，因此噪音通常是一個重要問題，尤其是當存在多台印刷機時，例如在報紙印刷中。 如果噪音水平不可接受，則應實施包括工程控制在內的聽力保護計劃。

儘管油墨通常會在印刷機周圍的空氣中乾燥，但建議使用乾燥通道以減少接觸揮發性溶劑。

此外，在某些高速打印操作中，可能會出現墨霧。 溶劑乾燥和可能的墨水霧化都存在吸入可能有毒化學物質的風險。 此外，印刷操作的日常管理、罐和托盤的填充、輥和惰輪的清潔以及相關任務可能涉及與墨水和清潔溶劑的接觸。

與油墨製造一樣，建議進行結構良好的工業衛生採樣工作，以及足夠的通風和個人防護設備。 由於這些壓力機（其中一些非常大）需要定期清潔，因此經常使用化學溶劑，導致進一步的化學接觸。 處理程序可以減少曝光，但不能完全消除曝光，具體取決於印刷操作的規模。 如前所述，即使是代表更好技術的新油墨和塗料也可能存在危險。 例如，UV 固化油墨在與皮膚接觸時是潛在的致敏劑，並且可能暴露於危險水平的 UV 輻射。

印刷操作產生的排放物，連同清潔溶液和廢墨，是潛在的環境問題。 可能需要空氣污染消除系統來捕獲並銷毀或回收印刷後從油墨中蒸發的溶劑。 仔細管理產生的廢物以盡量減少對環境的影響非常重要。 建議在溶劑或其他成分可以回收的地方使用廢物處理系統。 使用更好的溶劑進行清潔的新技術來自當前的研究工作。 這可以減少排放和可能的接觸。 建議積極審查當前的清潔技術，看看是否有替代溶劑清潔的方法，例如使用水基溶液或植物油，以滿足特定印刷操作中的要求。 然而，被溶劑型油墨污染的水基清潔溶液可能仍需要在印刷操作內部和處置時進行仔細管理。

結束

印刷後，基材通常需要在準備最終使用之前進行一些額外的整理。 一些材料可以直接從壓力機送到包裝設備，包裝設備將形成包裝並填充內容物，或者塗上粘合劑並將標籤貼在容器上。 在其他情況下，書籍或其他印刷材料的最終組裝需要根據尺寸進行大量切割或縱切。

與整理相關的健康和安全問題主要是機械安全問題。 由於大部分精加工都涉及按尺寸切割，因此手指、手和手腕/手臂的割傷和撕裂是很常見的。 守衛很重要，必須作為每項任務的一部分。 員工使用的小刀和刀片也需要小心使用，妥善存放和處置，以防止意外割傷和撕裂。 較大的系統在保護和培訓方面也需要同等程度的關注，以防止事故發生。

整理的材料處理方面很重要。 這適用於要完成的材料以及最終包裝的印刷產品。 在可以使用叉車、起重機和傳送帶等機械設備的地方，建議使用它們。 在必須進行手動起重和搬運的地方，應進行有關正確起重的教育。

最近對印刷過程的這個組成部分的評估表明，人體可能受到人體工程學的壓力。 每項任務——切割、分類、包裝——都應該進行審查以確定可能的人體工程學影響。 如果發現人體工程學問題，可能需要改變工作場所以將這種可能的壓力源降低到可接受的水平。 通常某種形式的自動化可以提供幫助，但在大多數印刷操作中仍然存在許多可能產生人體工程學壓力的手動處理任務。 工作輪換可以幫助減少這個問題。

未來印刷

總是需要在承印物上印刷文字。 但印刷的未來將涉及更直接的信息從計算機到印刷機的傳輸，以及電子印刷，其中文字和圖像被印在電磁介質和其他基材上。 雖然只能通過電子設備查看和閱讀此類電子印刷品，但越來越多的印刷文本和文獻將從印刷基材轉向電子基材格式。 這將減少許多與印刷相關的機械安全和健康問題，但會增加印刷行業中人體工程學健康風險的數量。

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