浅谈新型绿色包装印刷油墨—水性油墨

    随着人类环境保护意识的不断提高，绿色环保成为21世纪的发展主题。近年来，很多国家已在包装印刷方面增加了许多卫生、环保方面的要求和制约条件，尤其是对食品包装印刷，由于使用有机溶剂油墨和上光油，会排放碳氢化合物，污染空气，并有损健康，所以目前发达国家的食品包装印刷已基本上不再使用溶剂型的印刷材料。研究开发和应用公害小、污染少，以至无公害的绿色包装印刷材料成为绿色包装发展的必然要求，有利于环境的绿色包装印刷材料必将更加受到重视和发展。

    一、水性油墨的组成

    水性油墨是由特定的水性高分子树脂、颜料、水，并添加助溶剂经物理化学过程组合而制备的油墨，简称水墨。溶剂的不同是水性油墨与溶剂油墨的最大区别，水性油墨是以水作为溶剂的，油墨转印到承印物后，水分挥发到环境中或者渗入承印物中，油墨随水分的挥发而干燥。水性高分子树脂是水性油墨最主要的组成部分，它在水墨中主要起连结料的作用，它使颜料可以均匀分散，使油墨具有一定的流动性，并提供与承印物材料的黏附力，使油墨能在印刷后形成均匀的墨层。目前研制与开发使用较多的是碱溶性树脂，这类树脂可以被水溶解，制成水性连结料，印刷干燥后变成不溶于水的物质。水墨的色相主要取决于颜料，颜料以微粒状态均匀的分布在连结料中，颜料颗粒能够对光线产生吸收、反射、折射和透射作用，因此能够呈现一定的颜色。一般要求颜料具有鲜艳的色泽，适合的着色力和遮盖力，以及较高的分散度。此外，根据使用目的不同，还可以选择具体不同耐抗性的溶剂。溶剂的作用是溶解树脂，使油墨具有一定的流动性，在印刷过程中能够顺利的实现转移，并对油墨的黏度和干燥性能进行调整。助剂对水墨性能的影响很大，是水墨不可缺少的重要组成部分。水墨中常用的助剂有pH值稳定剂、慢干剂、消泡剂、冲淡剂等。

    二、水性油墨的特点

    1、环境特性

    水性油墨作为一种新型包装印刷材料，其最大的优点是不含有挥发性有机溶剂，它的使用降低了有机挥发物（VOC）的量，不会损害油墨制造者和印刷操作者的健康，改善了环境质量，因而号称环保油墨。水性油墨的最大特点是对环境无污染，对人体健康无影响，不易燃烧，安全性好。它不仅可以减少印刷品表面残留的毒性，使印刷设备清洗方便，而且可以降低由于静电和易燃溶剂引起的失火危险，因此从这个意义上讲，水性油墨是一种新型的“绿色”包装印刷材料。

    2、印刷特性

    水性油墨除了环境特性的优势外，印刷特性也较好。墨性稳定，不腐蚀版材，操作简单，价格便宜，印后附着力好，抗水性强，干燥也较迅速（印刷速度可达150～200米/分钟）。水性油墨除运用于凹印外，也适用于发展潜力很大的柔印和网印。但因水性油墨中水的沸点高，蒸发热大，印刷品干燥慢，需热风干燥装置，而且有些油墨的印刷品还可以因环境湿度过大而吸湿反粘，另外印刷品的光泽相对来说差一点。

    总之，目前水性油墨还存在工艺和材料上的一些问题需要解决。比如：干燥性、光泽度、承印物对水的吸收引起的印品变形的问题，以及印后覆膜时出现的气泡问题等，特别是干燥问题成为水性油墨在应用推广上的最大问题。

    三、水性油墨的应用概况

    从印刷方式上看，水性油墨目前对胶印还不适用，其最主要的应用领域是柔性版印刷与凹版印刷。

    1、在柔印领域的应用

    我们知道，柔印与凹印产品大多数是包装产品，其中食品包装、烟酒包装、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷品占相当大的比例，因此，迫切需要“绿色”印刷材料，而水性油墨无疑成为最佳的选择之一。在全世界掀起的“绿色革命”浪潮的冲击下，柔印发展很快，最主要的原因是柔印绝大多数都采用水性油墨，具有优良的环保性能，符合现代包装印刷的发展趋势。在美国有95%的柔印产品采用水性油墨，在日本，70%柔性版用于瓦楞纸板的印刷，其中95%都已使用水性油墨。在我国，柔印占的比例与日俱增，国内现有窄幅柔版印刷生产线近200条，年需水性油墨10多万吨。

    2、在凹印领域的应用

    水性凹印油墨于20世纪70年代就广泛应用于包装纸、厚纸板纸盒的印刷中，由于纸印刷中蒸发干燥与吸收干燥较好，因此水性油墨的干燥问题比较好解决，普及的也较早，在美国有80%的凹版印刷品采用水性油墨。另外，从整体上看，水性凹印油墨迟迟得不到进一步普及的一个重要原因是凹印速度和印刷质量与凹印干燥机的性能之间的矛盾没能得到解决。

    3、在网印领域的应用

    目前已经大量使用水性网印油墨的国家有瑞典、德国和美国。自20世纪80年代以来，国际上已开发出织物、纸、PVC、PS、铝箔及金属上网印的有光和无光水性油墨。我国的网版印刷发展速度很快，而网印水性油墨的研制开发及普及的进展速度却较缓慢。值得欣慰的是，我国在网印水性油墨研发上已引起人们的关注，经过几年的努力已取得一些成果。据报道，我国在纸张和塑料等承印材料上已经应用了网印水性油墨。

    四、水性油墨的使用问题

    在水性油墨的使用中，通常会出现色相不准、黏度不稳、干燥过快或过慢、轮廓模糊、难以套准、油墨气泡、糊版粘脏、印迹脱落等问题，总的来看，其主要原因有以下几个方面：

    1、pH值的控制

    pH值是决定水性油墨制造及其印刷适性技术的成败关键。在使用水性油墨时，需要精确控制其黏度和pH值。它的pH值应该控制在8.0～9.5之间为好，如果水性油墨的pH值太高，碱性太强会影响油墨的干燥速度，出现背面粘脏，耐水性差；如果pH值过低，碱性太弱会使油墨的黏度升高，干燥速度变快，容易造成脏版、糊版和气泡等缺陷。

    水性油墨的pH值主要依靠胺类化合物维持，在印刷过程中，由于连结料中的胺不断挥发，pH值会下降，影响印刷质量。在实际控制中，一方面要尽可能避免胺类物质外泄，如盖好油墨槽的上盖；另一方面要定时、定量的向墨槽中添加稳定剂。pH值偏低时，可加入pH值稳定剂或少量的碱性物质；pH值偏高时，可加入溶剂或稀释剂进行稀释。

    2、温、湿度的控制

    印刷车间的温、湿度与水性油墨印刷产品的干燥和色泽关系密切。相对湿度达到95%与65%相比，干燥时间几乎相差2倍以上。同时，承印物本身的干湿度也会直接影响印刷品的干燥时间。

    3、通风程度与印件堆放方式

    由于氧气或吹风是促进水性油墨氧化聚合和挥发坚固墨膜形成的一个因素，所以印刷车间的通风程度及印件堆放方式也会影响油墨的干燥速度。

    4、承印材料

    承印材料的pH值对水性油墨的干燥、光泽也有影响。水性油墨印刷到纸表面时会受到承印纸张pH值的影响。纸酸性高时，水性油墨中作为催干剂的偶联剂不起作用，水性油墨中碱被中和，使干性提前；纸碱性高时，水性油墨干燥慢，有时又限制了水性油墨达到完全抗水。

    五、水性油墨的发展

    由于水性油墨所具有的优良环保特性，目前发达国家和地区都在努力开发和使用水性油墨，以逐步取代溶剂型油墨。以水性印刷为主要发展对象的包装印刷在国际上已经形成一种趋势。从国际包装印刷的发展趋势来看，水性油墨已从单一的纸箱墨向各种基材、多色套印方面发展。

    在美国和一些欧洲国家已禁止使用含苯的溶剂型油墨，取而代之的是绿色环保型油墨。目前，美国塑料印刷中有40%采用水性油墨。其他发达国家，如日本、德国、法国等，在塑料薄膜印刷中也越来越多的使用水性油墨，英国已立法禁止使用溶剂型油墨印刷包装食品用的薄膜。

    近年来，我国对食品的包装也做出了一些规定,水性印刷的地位在我国正得到不断的提高，目前我国软包装方面的水性油墨以35%的用量排在其它印刷油墨之首。