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柔性版水性油墨的發(fā)展與應(yīng)用
集萃印花網(wǎng)  2011-10-20 00:00:00
    【集萃網(wǎng)觀察】我國(guó)水性油墨發(fā)展回顧

  上世紀(jì)早在60年代,人們開(kāi)始了水性油墨的研究和應(yīng)用,由于環(huán)保的要求和石油原材料的緊張,一些發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸部分禁止使用石油產(chǎn)品用于制造印刷油墨。于是人們開(kāi)始著手研究非有機(jī)溶劑型油墨,使得水性油墨取得了較大的進(jìn)步和發(fā)展,最初水性油墨主要使用糊精、蟲(chóng)膠、酪素、木質(zhì)酸鈉等物質(zhì)為水性油墨的連接料,制備的水性油墨主要用于一些低檔的產(chǎn)品印刷。

  到了60年代末期,隨著材料科學(xué)的發(fā)展,松香、馬來(lái)酸改性樹(shù)脂的合成技術(shù)成功,取代了酪素、蟲(chóng)膠等材料,成為水性油墨的主要材料,基本能夠滿足當(dāng)時(shí)的印刷需要,但是這些初級(jí)產(chǎn)品依然存在一些弊端,如光澤差、抗水性不佳、附著力差容易起泡、存放穩(wěn)定性差等弊病。后來(lái),人們把此階段生產(chǎn)的水性油墨稱之為第一代產(chǎn)品。

  到了70年代,由于石油危機(jī),導(dǎo)致油墨用原材料再度十分緊張,同時(shí)各發(fā)達(dá)國(guó)家政府立法控制空氣品質(zhì),限制有機(jī)揮發(fā)物(VOC)向大氣中排放,對(duì)于食品、飲料、藥品等衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷制品(重金屬、殘留容積等)進(jìn)行包裝。各國(guó)油墨研發(fā)人員又繼續(xù)進(jìn)行深入的研究,制出溶液型苯乙烯-丙烯酸共聚樹(shù)脂為連接料的第二代水性油墨,該產(chǎn)品彌補(bǔ)了第一代水性油墨抗水性和存放穩(wěn)定性差的弊病。但是在光澤和印刷適性方面與溶劑型油墨對(duì)比仍有差距。為此油墨研發(fā)人員在第二代水性油墨的基礎(chǔ)上,引進(jìn)丙烯酸之類(lèi)單體與苯乙烯聚合,研制出一種具有核殼結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物乳液樹(shù)脂,該系列樹(shù)脂大大改善了油墨的光澤和干燥性,促進(jìn)了水性油墨的發(fā)展,使水性油墨與溶劑型油墨的競(jìng)爭(zhēng)不斷拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。水性油墨進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。

  我國(guó)水性油墨最早是在天津油墨廠生產(chǎn)的,當(dāng)時(shí)主要為凹版印刷服務(wù),因當(dāng)時(shí)凹版印刷油墨由苯類(lèi)溶劑改進(jìn)為汽油基溶劑后,雖在毒性上比苯型油墨有所降低,但易燃性并未改進(jìn)。因此,就提出了對(duì)凹版印刷油墨再改進(jìn)為無(wú)毒不燃的水性油墨,當(dāng)時(shí)叫水凹油墨。由于該墨是以松香酸胺鹽為主連接料而制作的。該連接料在水介質(zhì)中存放不穩(wěn)定,因此使油墨在存放中易失光、變烯、干燥性差、抗水性不良,易造成紙張收縮等弊端,使我國(guó)的凹版印刷及柔版印刷受到了限制,不得不采用價(jià)高進(jìn)口的高檔水性油墨,無(wú)形中增加了印刷成本,限制了我國(guó)印刷業(yè)的發(fā)展。

  2003年底,武漢現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)研究院研制出水性油墨系列產(chǎn)品,具有無(wú)毒、無(wú)刺激性氣味、無(wú)腐蝕性、不易燃、不爆、使用安全性好等特點(diǎn)。新型油墨系列生產(chǎn)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于金、銀卡紙、銅版紙、白板紙、瓦楞紙、不干膠紙、紙箱、紙品包裝袋及書(shū)刊雜志的印刷等。2004年初,上海美德精細(xì)化工有限公司最新推出了全水性低溫?zé)峁逃湍。該產(chǎn)品的甲醛含量在15ppm以下,符合日本、德國(guó)紡織印染環(huán)保要求。MD-1002全水性低溫?zé)峁逃湍哂袠O高的遮蓋力,質(zhì)感細(xì)膩,能過(guò)250目以上的絲網(wǎng),不堵網(wǎng),操作方便,油墨顏色可以自己任意調(diào)配。該油墨無(wú)氣味,屬于高品質(zhì)環(huán)保型產(chǎn)品。由于過(guò)去的熱固油墨必須經(jīng)過(guò)高溫焙烘,因此常常造成面料變色變形,而這種全水性低溫?zé)峁逃湍耆苊饬松鲜霈F(xiàn)象的發(fā)生。一般對(duì)成品熱處理可以像普通膠漿印花一樣,120℃焙烘,1-2分鐘即可。該油墨對(duì)針織物具有極好的拉伸性,水洗、干摩牢度達(dá)4級(jí)以上,在密封陰涼處保持期可達(dá)5年。它的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約電費(fèi),從而大大降低了生產(chǎn)成本。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于防水尼龍布除外的全棉、化纖等各種面料。

  水性油墨的組成及特點(diǎn)

  同一般印刷油墨組成一樣,水性油墨通常也有著色劑,連結(jié)料,輔助劑等成分組成。著色劑是水性油墨的呈色物質(zhì),給油墨一特定顏色。在柔印中為使印跡色彩艷麗,其著色劑一般選用化學(xué)穩(wěn)定性好,著色力高的顏料;連結(jié)料由水,樹(shù)脂,胺類(lèi)化合物及其他有機(jī)溶劑組成。樹(shù)脂為水性油墨中最重要的成分,通常使用水溶性丙烯酸樹(shù)脂,連結(jié)料成分直接影響油墨的附著功能,干燥速度,防粘臟性能等,同時(shí)也影響油墨光澤及傳墨性,胺類(lèi)化合物主要維持水性油墨的堿性PH值,使丙烯酸樹(shù)脂提供更好的印刷效果,水或其它有機(jī)溶劑主要是溶解樹(shù)脂,調(diào)節(jié)油墨的粘度及干燥速度;輔助劑主要包括有:消泡劑,阻滯劑,穩(wěn)定劑,沖淡劑等幾種。由于水性油墨是一種皂組合物,使用中易產(chǎn)生氣泡,因此要加入硅油作為消泡劑,來(lái)抑制和消除氣泡,同時(shí)提高油墨的傳遞性能。阻滯劑用于抑制水性油墨的干燥速度,防止油墨在網(wǎng)紋輥上干固,減少糊版。穩(wěn)定劑可以調(diào)節(jié)油墨PH值,也可作稀釋劑來(lái)降低油墨的粘度。沖淡劑是用來(lái)減淡水性油墨的顏色,也可作為一種亮光劑,提高水性油墨的亮度。另外水性油墨中還要加入一些蠟質(zhì)來(lái)增加其耐磨性。

  水性油墨在干燥之前可與水混合,一旦油墨干固后,則不再溶于水和油墨。所以使用前水性油墨須充分?jǐn)嚢,保持油墨成分均勻。加墨時(shí),墨槽中余墨如含有雜質(zhì)應(yīng)先行過(guò)濾掉,再配以新墨使用。印刷時(shí)切勿讓油墨干固在網(wǎng)紋輥上,以免堵塞著墨孔。阻礙油墨的定量傳輸造成印刷不穩(wěn)定。在印刷過(guò)程中柔性版要始終保持被油墨潤(rùn)濕,避免油墨干燥后堵塞印版上的文字圖案。另外發(fā)現(xiàn)水性油墨粘稠度稍大時(shí),不宜隨便加水,以免影響油墨的穩(wěn)定性,可以加入適量的穩(wěn)定劑來(lái)調(diào)節(jié)。

  水性油墨性能對(duì)印刷質(zhì)量的影響

  1.黏度。黏度是水性油墨應(yīng)用中最主要的控制指標(biāo).是阻止流體流動(dòng)的一種性質(zhì)。由于黏度直接影響著油墨的轉(zhuǎn)移性和印刷質(zhì)量,因此對(duì)油墨黏度的控制就顯得非常重要。在印刷過(guò)程中.水性油墨的黏度會(huì)影響到以下這些因素:油墨在承印物上的鋪展性、網(wǎng)點(diǎn)的擴(kuò)大率、圖像階調(diào)層次的再現(xiàn)性、印刷品的色強(qiáng)度等等。水性油墨的黏度過(guò)低,就會(huì)使油墨在干燥前產(chǎn)生一個(gè)緩慢的擴(kuò)展,或者由于水墨的鋪展不勻而導(dǎo)致墨膜的不平整,造成光澤度低、色淺、網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大、傳墨不均勻等弊病。而水性油墨的黏度過(guò)高.則油墨的轉(zhuǎn)移性能會(huì)比較差,印刷時(shí)很難轉(zhuǎn)移到印版上.造成印刷品色強(qiáng)度差,同時(shí)容易出現(xiàn)臟版、糊版等弊病。

  2.pH值。水性油墨通常呈堿性.因?yàn)樗且员┧釅A溶性樹(shù)脂作連結(jié)料的,丙烯酸樹(shù)脂呈酸性本身不溶于水,只有加入氨或胺類(lèi)物質(zhì)并在一定的攪拌條件或者溫度條件下.發(fā)生中和反應(yīng)生成可溶性鹽才能溶于水,因而溶解度的大小取決于pH值的大小.同時(shí)水墨是呈堿性的。pH值的大小是影響水墨穩(wěn)定性和干燥性的重要因素。如果pH值太高.體系的堿性太強(qiáng),則會(huì)過(guò)度地溶解體系中的堿溶性樹(shù)脂,因而水墨黏度變得過(guò)低.Ep,~J時(shí)容易產(chǎn)生氣泡,水溶性變好.但干燥速度降低.同時(shí)耐水性變差。如果pH值過(guò)低,堿性太弱,即體系中的堿溶性樹(shù)脂得不到很好的溶解,導(dǎo)致水性油墨黏度增大,干燥速度變快,容易造成印版和網(wǎng)紋輥的堵塞,引起版面上臟。印刷時(shí)若要保持水墨性能的穩(wěn)定。一方面要盡可能避免氨類(lèi)物質(zhì)的外泄.蓋好油墨槽的上蓋.另一方面要定時(shí)定量地向墨槽中添加水墨PH值穩(wěn)定劑。當(dāng)PH值為8~9時(shí).水墨的綜合印刷性能最好。

  3.細(xì)度。水性油墨的細(xì)度是指油墨中顏料顆粒的大小及其在連結(jié)料中分散的均勻程度.它是一個(gè)很重要的質(zhì)量指標(biāo).直接影響到水墨的印刷質(zhì)量。水性油墨的細(xì)度通常是在生產(chǎn)水墨色漿過(guò)程中完成的,在生產(chǎn)色漿過(guò)程中最好要加入分散劑和潤(rùn)濕劑.使得水墨的細(xì)度達(dá)到一定的要求。油墨的細(xì)度不僅會(huì)對(duì)油墨的著色力色相等性能產(chǎn)生一定的影響.還會(huì)影響到油墨的流變性。通常油墨的細(xì)度越好.其濃度也就越大.著色力也就越強(qiáng),產(chǎn)品印刷質(zhì)量就越高。反之,油墨的細(xì)度低.顏料的顆粒粗.印刷過(guò)程中摩擦系數(shù)大.就會(huì)降低印版的耐印力。并且顆粒粗的油墨.在印刷網(wǎng)點(diǎn)圖案時(shí).容易引起網(wǎng)點(diǎn)邊緣發(fā)毛或空虛的現(xiàn)象.并可能導(dǎo)致糊版、積墨以及傳墨和布墨不均等弊病。但如果油墨顆粒太細(xì).則油墨的流動(dòng)性過(guò)大.將會(huì)造成網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大.也會(huì)影響到印刷質(zhì)量。細(xì)度按GB/T13217_3— 9l檢測(cè).一般水墨的細(xì)度在5~25微米。

  4.光澤度。油墨的光澤度是指油墨印樣在某一角度反射光線的能力,主要是靠連結(jié)料干燥后結(jié)膜產(chǎn)生的。光澤度是水墨的一項(xiàng)重要性能指標(biāo),它對(duì)印品的外觀質(zhì)量有很大的影響。光澤度好的.印品色澤鮮艷.看起來(lái)比較精神.迎合了人們的心理需要.因而比較受歡迎;光澤度差的.色澤比較暗淡,給人一種陳舊、抑郁的感覺(jué),就會(huì)大大降低產(chǎn)品的宣傳效果。目前水墨普遍存在著光澤度不高的情況,嚴(yán)重制約了水墨在某些領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展.因而提高水墨的光澤度是開(kāi)發(fā)高檔水墨急需要解決的一個(gè)問(wèn)題。

  5.干燥速度。水墨的干燥方式主要是揮發(fā)型干燥和滲透型干燥。油墨的干燥性能是指油墨轉(zhuǎn)移到承印物上之后干煤所需要的時(shí)間,高檔水墨要求具有快干性.因而干煤速度也是影響水墨質(zhì)量和性能的重要因素之一。因此控制好油墨的干燥性能是取得良好印刷效果的一個(gè)重要手段。水性油墨的干煤速度取決于印刷機(jī)的印刷速度、干燥設(shè)備的干燥能力、承印物材料的性能以及油墨自身的組成成分。如果油墨干燥太快.就會(huì)在印版和網(wǎng)紋輥上干燥并逐步堆積.并有可能堵塞網(wǎng)紋輥.造成半色調(diào)網(wǎng)點(diǎn)的丟失或者破壞.實(shí)地部分出現(xiàn)漏白等等。如果油墨的干燥速度過(guò)慢,在多色疊印中還會(huì)引起背面粘臟。實(shí)際上,油墨的黏度和PH值也會(huì)對(duì)油墨的干燥性能產(chǎn)生一定的影響,比如黏度過(guò)高會(huì)使油墨的干燥速度降低.PH值過(guò)低則會(huì)使油墨干燥過(guò)快。因此.在印刷過(guò)程中應(yīng)該首先調(diào)整并控制好水性油墨的黏度和PH值.然后再根據(jù)實(shí)際印刷速度向油墨中加入適量的快干劑或者慢干劑.調(diào)節(jié)水性油墨的干燥速度。

  6.色濃度。油墨的色濃度也就是油墨顏色的深淺.生產(chǎn)工藝情況表明.油墨色濃度是影響印刷質(zhì)量的重要因素之一。色濃度高的水墨.印品色彩鮮艷.飽和度高,色調(diào)再現(xiàn)性好。而目前水墨普遍存在著色濃度不高.印刷效果不好的情況。影響水墨色濃度的因素有顏料、分散度,黏度等等。顏料是油墨的著色物質(zhì).在油墨中起到顯色作用。油墨中顏料含量的大小以及顏料的質(zhì)量.一定程度上決定了油墨色濃度的高低。顏料含量越高.水墨色濃度越高.同時(shí)顆粒細(xì)、比重小、遮蓋力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、色彩鮮艷的顏料.制成的水墨色濃度就高。另外顏料在連結(jié)料中分散度高低.對(duì)水墨的色濃度也有影響。由于顏料不溶于水也不溶于連結(jié)料,但可以均勻地分散在連結(jié)料中.分散度反映顏料顆粒的大小.顆粒越小的顏料其分散度越高。一般提高分散度能使顏色變得鮮艷.水墨的色濃度也就越高。黏度也是影響水墨色濃度的一個(gè)因素.調(diào)小水墨的黏度.色濃度降低.反之色濃度升高,但是也不可以一味地利用黏度來(lái)改變色濃度.否則會(huì)造成水紋、光澤度低等問(wèn)題。

  水性油墨的優(yōu)勢(shì)與不足

  水性油墨由于不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑,大大減少了有機(jī)揮發(fā)物(VOC,下同)的排放,從而減輕了大氣污染,改善了印刷操作人員的環(huán)境,有利于職工健康。它可以完全消除溶劑型油墨中某些有毒有害物質(zhì),消除對(duì)人體的危害和對(duì)被包裝商品的污染,改善了總體環(huán)境質(zhì)量,特別適用于煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷產(chǎn)品。此外,它不僅可以降低由于靜電和易燃溶劑引起的失火危險(xiǎn)和隱患,還可以減少印刷表面殘留的毒性,而且清洗印刷設(shè)備方便。

  不管是進(jìn)口水性油墨還是國(guó)產(chǎn)水性油墨,印刷性能和質(zhì)量都達(dá)不到溶劑性凹版油墨的標(biāo)準(zhǔn)。目前水性油墨都存在不抗堿、不抗乙醇和水、干燥慢、光澤度差、易造成紙張收縮等弊端。這主要是由于水的表面張力較高(72達(dá)因/厘米),導(dǎo)致油墨難潤(rùn)濕,干燥緩慢。為了使水性油墨能在凹版印刷機(jī)中使用,不但油墨和樹(shù)脂需要先進(jìn)的技術(shù),而且凹印設(shè)備也需要改進(jìn)。例如,將槽深大約38-42um蝕刻滾筒改變?yōu)椴凵畲蠹s24-28um激光制版滾筒,還需要更有效、更強(qiáng)力的干燥設(shè)備和用耐腐蝕材料制造的滾筒、泵和刮刀等組件。因所有這些需要大量的投資,所以現(xiàn)在水性凹版油墨仍沒(méi)有在歐洲和美國(guó)大量普及。水墨在聚乙烯等基材上難以很好地潤(rùn)濕和印刷;干燥時(shí)間仍是水墨應(yīng)用中最重要的問(wèn)題,除非印刷機(jī)配有足夠的干燥設(shè)備,否則印刷速度因此而受影響;水墨光澤性低于溶劑型油墨,大大限制了水墨在光澤度要求高的場(chǎng)合使用。

  由于水性凹版油墨還不能夠全面替代甲苯類(lèi)油墨,所以油墨工業(yè)一直在努力開(kāi)發(fā)易被環(huán)境接受的醇溶油墨。醇溶油墨能夠幫助我們解決甲苯類(lèi)油墨對(duì)健康所產(chǎn)生的傷害和溶劑殘留影響包裝食品質(zhì)量等問(wèn)題。在歐洲和美國(guó),這種發(fā)展已成為一種趨勢(shì)。要達(dá)到抗堿、抗乙醇、抗水和提高光澤度,只有采用柔性版UV油墨。這樣不僅提高了印刷成本,而且增加了印刷工序。如有的啤酒包裝版自動(dòng)生產(chǎn)線,使用含堿性的潤(rùn)滑劑,其PH值為9-10,水性油墨承受不了,碰上就掉色。還有夏天南方銷(xiāo)售啤酒時(shí)不僅要進(jìn)冰箱,有的還在冰水中長(zhǎng)期浸泡,水性油墨則承受不了。

  用于柔印中的水性油墨,當(dāng)然有其自身特點(diǎn),如水性油墨不影響人體健康,不易燃燒,墨性穩(wěn)定,色彩鮮艷,不腐蝕版材,操作簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,墨層印后附著力好等優(yōu)點(diǎn)。但是也有其缺點(diǎn),如干燥速度比較慢,色飽和度不高,穩(wěn)定性差,不宜印刷大面積實(shí)地,久置易發(fā)生沉淀、分層等不利方面

  水性油墨原料的發(fā)展

  水性油墨大致分為兩類(lèi):一類(lèi)是松香-馬來(lái)酸改性樹(shù)脂系列(低檔);另一類(lèi)是丙烯酸樹(shù)脂系列(高檔)。水性油墨應(yīng)用于瓦楞紙印刷,在國(guó)外已有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,在國(guó)內(nèi)也已有20多年了。瓦楞紙印刷是由鉛。ㄍ褂。⒛z。ㄆ接。⑾鹌ぐ嫠上从∷,發(fā)展至今為柔性凸版水性油墨印刷。柔性凸版水性油墨也從松香-馬來(lái)酸改性樹(shù)脂系列(低檔)發(fā)展到丙烯酸樹(shù)脂系列(高檔)。印刷版材也從橡皮版向樹(shù)脂版過(guò)渡。印刷機(jī)也從大輥筒之單色或雙色機(jī)逐漸發(fā)展到3色或4色的FLEXO機(jī)。網(wǎng)紋輥也由150-200目之間的金屬輥逐步發(fā)展到180-250目之間的陶瓷輥。

  隨著印刷技術(shù)日新月異,水性油墨的品質(zhì)越來(lái)越重要了。隨著社會(huì)不斷發(fā)展,人們消費(fèi)水平的提高,瓦楞紙箱的印刷必須逐步向高檔次、高質(zhì)量、多色彩、視覺(jué)效果強(qiáng)烈的方向發(fā)展。以彩面多色網(wǎng)點(diǎn)印刷為方向,也就是以商品包裝替代運(yùn)輸包裝,以白板?ㄌ娲浒迮?,達(dá)到色彩鮮艷、光澤度好、美觀等特點(diǎn)。要達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn),對(duì)制版、油墨提出較高的要求,中高檔紙箱印刷制版必須以柔性版替代橡皮版,還必須采用高質(zhì)量水性油墨,達(dá)到光澤鮮艷、快干、適應(yīng)高速生產(chǎn)的要求。

  為了消除溶劑基體系所釋放的VOCS,即達(dá)到EPA(the U.S. EnvironmentalProtectibn Agency)降低或消除VOCS的要求,印刷商開(kāi)始尋求新的技術(shù)。對(duì)于油墨配方設(shè)計(jì)者,一種可能性是開(kāi)發(fā)水基體系,該體系能降低VOCS。EPA一直要求VOCS的最終將會(huì)促進(jìn)水墨的應(yīng)用,F(xiàn)階段有來(lái)自于各方面的壓力表明:環(huán)境問(wèn)題將進(jìn)一步得以關(guān)注。為達(dá)到愈加嚴(yán)厲的環(huán)境管理目標(biāo),印刷商始終在尋找溶劑墨印刷操作工藝的新方法以達(dá)到政府的規(guī)定。印刷行業(yè)目前重點(diǎn)是加強(qiáng)對(duì)溶劑墨印刷過(guò)程中排放物的處理,通常的做法是使用“焚化爐”吸收和焚化VOCS,其他的更具創(chuàng)造性的是應(yīng)用以VOCS為食物的微生物或細(xì)菌的處理體系。所有這些方法都依靠高效地吸收傳輸VOCS到能使之被中和處理的系統(tǒng),或是焚化或是被微生物所吸收。

  目前水墨用戶要求改進(jìn)的性能還有:PH穩(wěn)定的水墨體系,水墨制造工業(yè)必須開(kāi)發(fā)出在印刷過(guò)程中PH值穩(wěn)定的水墨,即在印刷中無(wú)須再檢測(cè)和調(diào)整PH值;再溶性是另一重要的研究領(lǐng)域,當(dāng)胺揮發(fā)的過(guò)程中樹(shù)脂趨于固化,甚至在印版上固化。近來(lái),水墨制造商已改進(jìn)了樹(shù)脂的性能使之更易于溶解,這意味著印刷系統(tǒng)能更長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn),即提高了生產(chǎn)量;水墨應(yīng)用要求繼續(xù)改進(jìn)聚乙烯基材的應(yīng)用性能;水墨印刷包裝的耐堿性、以及在冷凍食品包裝的應(yīng)用。水墨制造工業(yè)有望提高水墨印品的表面耐性使更多的產(chǎn)品水性化,特別是在耐油、耐脂以及更好的耐熱和耐冷凍性方面。

  水性丙烯酸樹(shù)脂是制造水性油墨的重要原料之一,為滿足印刷工藝對(duì)油墨的各項(xiàng)要求,水性丙烯酸樹(shù)脂向更高水平的方向發(fā)展。通常情況下,用水溶解丙烯酸樹(shù)脂和其它水溶性樹(shù)脂,都要使用氨水。氨水氣味大,為減小氨味,現(xiàn)在已有不使用氨水或胺類(lèi)的無(wú)氨/胺類(lèi)油墨,這種油墨基本沒(méi)有特殊氣味,是由磺化聚酯樹(shù)脂和水溶性丙烯酸樹(shù)脂組成的獨(dú)特體系。要制造更加環(huán)保的油墨,可用聚合丙烯酸樹(shù)脂代替常用的低分子聚合物。因?yàn)榈头肿泳酆衔飼?huì)產(chǎn)生一定程度的分子遷移,油墨印刷到承印物后,部分樹(shù)脂會(huì)從墨膜進(jìn)入到基材和包裝內(nèi)。而使用50%的聚合丙烯酸樹(shù)脂不僅能達(dá)到相同的增塑效果,還不會(huì)破壞油墨的性能,印刷后也不會(huì)發(fā)生分子遷移。

  新的水性油墨中使用了醇酸和丙烯酸混合技術(shù),這種混合樹(shù)脂是在丙烯酸浮液中加入一種特殊的水分散型長(zhǎng)油基醇酸樹(shù)脂制成,使油墨具有良好的快干性和附著性,低VOC、耐酸、耐堿性良好,可用于制造復(fù)合紙凹印和柔印油墨、罩光油和底漆。

  水性油墨需求前景廣闊

  環(huán)保型水性油墨目前最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是柔性版印刷與凹版印刷,這兩種印刷方式的產(chǎn)品大多數(shù)是包裝產(chǎn)品,其中食品包裝、煙酒包裝、兒童玩具包裝等占有相當(dāng)大的比例。

  近年來(lái),柔性版印刷在世界范圍內(nèi)飛速發(fā)展,在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家被認(rèn)為是“地球上最優(yōu)秀,最有前途的印刷方式”。美國(guó)95%的柔性版印刷品和80%的凹版印刷品采用水性油墨。柔性版印刷在我國(guó)尚處于起步階段,目前僅占印刷領(lǐng)域的3%左右。在柔性版包裝印刷中,國(guó)內(nèi)外絕大部分都采用水性油墨印刷。目前美國(guó)塑料印刷中有40%采用水性油墨。其他發(fā)達(dá)國(guó)家,如日本、德國(guó)、法國(guó)等,在塑料薄膜印刷中也越來(lái)越多地使用水性油墨,英國(guó)也在2003年6月立法,禁止用溶劑型油墨印刷包裝食品用的薄膜。

  國(guó)內(nèi)現(xiàn)有窄幅柔性版印刷生產(chǎn)線近200條,年需水性油墨10多萬(wàn)噸,加上水墨在瓦楞紙箱包裝印刷上的廣泛應(yīng)用,有相當(dāng)大的市場(chǎng)潛力

  隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們的包裝審美意識(shí)和環(huán)保意識(shí)不斷提高。我國(guó)從1995年開(kāi)始至1998年底,短短幾年間就引進(jìn)了130多條組合式柔印生產(chǎn)線,分布在全國(guó)20多個(gè)省市,其中90%是窄幅柔版印刷機(jī),國(guó)內(nèi)現(xiàn)在窄幅柔性版印刷生產(chǎn)線近200條,F(xiàn)在正以每年30臺(tái)左右的數(shù)量遞增,而且還有不少用于瓦楞紙彩色印刷的進(jìn)口高檔三色、四色水性油墨印刷開(kāi)槽機(jī)等。

  我國(guó)平均每省有大小紙箱廠1000多家左右,如按10%采用水性油墨印刷高檔紙箱來(lái)計(jì)算,每家用油墨10噸計(jì),每省每年需用水性油墨1000噸左右。這還不包括柔性版、凹版印刷的其它印刷包裝產(chǎn)品所用油墨(目前國(guó)內(nèi)柔性版印刷100%采用水性油墨,凹版印刷80%采用水性油墨)。大力研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)高檔次的水性油墨已是當(dāng)務(wù)之急,該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于金銀卡紙、銅版紙、白板紙、塑料薄膜、瓦楞紙、不干膠紙、紙箱、紙品包裝、書(shū)刊雜志等印刷的柔印及凹印領(lǐng)域。

  雖然柔性版印刷在我國(guó)還是起步階段,目前僅占印刷領(lǐng)域的3%左右,但隨著環(huán)保包裝的逐漸流行,很多煙廠、酒廠、藥廠、化妝品廠、兒童玩具類(lèi)企業(yè),都準(zhǔn)備采用柔版印刷產(chǎn)品包裝,柔版印刷在印刷領(lǐng)域的比重將逐步增大,特別是包裝印刷領(lǐng)域。

  因此大力研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)高檔水性油墨已是當(dāng)務(wù)之急,市場(chǎng)潛力極大。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于金銀卡紙、銅版紙、白板紙、塑料薄膜、瓦楞紙、不干膠紙、紙箱、紙品包裝、書(shū)刊雜志等印刷的柔印領(lǐng)域。

  水性墨的特點(diǎn)

 。1)已能很好適用于各類(lèi)紙張的印刷,但應(yīng)用于薄膜印刷尚須進(jìn)一步提高干燥性、潤(rùn)濕性和附著力等性能;

  (2)呈堿性,PH值一般在8-10范圍內(nèi),影響粘度、粘性等;

 。3)氨(胺)等反映性組分影響某些顏料的分散性和發(fā)色性;

  (4)粘度變化規(guī)律復(fù)雜,除溫度、水的稀釋因素外,還容易受PH值、少量揮發(fā)組分和助劑的影響;

  (5)消泡:生產(chǎn)過(guò)程和印刷使用過(guò)程中都要注意;

  (6)雙重干燥機(jī)理:滲透吸收固著(初干)和氨揮發(fā)干燥(徹底干燥),瓦楞紙的多色套印更需要控制干燥性和疊色效果;

  (7)印膜耐性較差,需要多種助劑調(diào)整,高檔品印刷最好再進(jìn)行罩光(一般用水性光油或UV光油)。

 。1)使用和取樣前都要充分搖勻油墨,在同等條件或固定條件下確認(rèn)色相、色濃度和流動(dòng)粘度;

  (2)確定上機(jī)粘度:根據(jù)印刷速度、印版網(wǎng)點(diǎn)狀況和需要的色濃度;

 。3)用水或?qū)S孟♂寗┫♂寱r(shí)注意稀釋過(guò)度(水性墨的粘度很容易下降),粘度過(guò)低時(shí),最好用原墨調(diào)整,盡可能避免再用增稠劑;

 。4)印刷過(guò)程中經(jīng)常檢測(cè)粘度的變化,作好記錄,及時(shí)調(diào)整,有時(shí)還要檢測(cè)控制PH值(如用久或開(kāi)啟時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的墨);

 。5)出現(xiàn)較多泡沫時(shí),可添加少量消泡劑,但要注意用量和添加方法;

 。6)印刷結(jié)束時(shí)應(yīng)盡快清洗有關(guān)機(jī)械設(shè)備,經(jīng)常保持網(wǎng)紋輥清潔且易清洗的狀態(tài);

 。7)未用完的墨要密閉妥善保管,重新使用時(shí)最好經(jīng)80目的網(wǎng)過(guò)濾后再使用。

  水墨的使用需求

  1.不能將水墨與溶劑油墨混合使用。在使用過(guò)程中適當(dāng)補(bǔ)加水,確實(shí)需要調(diào)整粘度或干燥速度時(shí),適量加入醇類(lèi)或酯類(lèi)等助劑。

  2.使用前應(yīng)攪拌均勻然后倒入墨槽,用水適當(dāng)調(diào)整粘度,才可以使用。未使用的應(yīng)蓋好包裝桶,不能讓水墨在自然中揮發(fā)。

  3.使用前應(yīng)檢測(cè)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),特別是色相是否符合自己的要求,若色相偏差較大,請(qǐng)通知水墨廠家進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配,從而避免因色相誤差造成雙方的糾紛。

  4.在印刷過(guò)程中由于水的揮發(fā)原因,會(huì)影響水墨原有的粘度和pH值,需要經(jīng)常檢測(cè)粘度和pH值,需要時(shí)應(yīng)適當(dāng)加入純凈自來(lái)水或pH值穩(wěn)定劑。

  5.印刷后殘留在印刷設(shè)備上的水墨應(yīng)用清水沖洗,印刷機(jī)網(wǎng)紋輥上的墨跡最好用清洗劑進(jìn)行清洗,以便為下一次印刷服務(wù)

  瓦楞紙箱的柔性印刷

  瓦楞紙印刷發(fā)展的幾個(gè)階段特征

  直到目前,仍有部分瓦楞紙還在采用先平版膠印表紙?jiān)賹?duì)裱的方法制成紙箱,但這種紙箱除了圖片印刷較為精細(xì)(但多采用低涂銅版紙,更容易顯露瓦楞痕)以外,在生產(chǎn)效率、制作成本、紙箱強(qiáng)度以及適合印刷的規(guī)格等方面已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于水性墨柔印直接印刷紙箱的生產(chǎn)方式。隨著柔印技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的不斷變化,對(duì)包裝材料的不同質(zhì)量要求也可從印刷水平這一側(cè)面作些比較分析,大致可分為以下四種印刷形態(tài):

  1)單色的實(shí)地印刷,多以文字和實(shí)地圖形為主,僅需單色水墨,粘度范圍較寬,能適應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)印刷,由此引起的色相、色濃度的波動(dòng)不易覺(jué)察,要求也不高;

  2)單色實(shí)地與網(wǎng)格點(diǎn)組合的圖案印刷,制版時(shí)必須考慮所設(shè)計(jì)的網(wǎng)格點(diǎn)在一定印刷壓力下是否會(huì)糊版或堵塞。水性墨的上機(jī)粘度范圍變窄,必須同時(shí)兼顧實(shí)地濃度適應(yīng)和網(wǎng)格點(diǎn)清晰的要求;

  3)單色層次版的網(wǎng)點(diǎn)圖案印刷,要求水性墨具有恰當(dāng)?shù)臐舛忍荻群妥銐虻膶?duì)比度,上機(jī)粘度很低,變化范圍很窄,一般均為專色制墨;

  4)彩色層次版套印,由色相、濃度等性能指標(biāo)相對(duì)固定的三原色水性墨直接進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)的套色疊印。

  上述四種印刷形態(tài)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)彼此組合出現(xiàn)在同一印刷制品中。為提高印刷作業(yè)的可操作性,要求科學(xué)合理地分配各圖案的分色要求進(jìn)行制版,也要求水性墨的性能在一定的允許范圍內(nèi)容易調(diào)整和控制。

  用于彩色層次版印刷的三原色水性墨的確立和應(yīng)用,包含了這四類(lèi)印刷形態(tài)所必須的技術(shù)要求,能夠代表瓦楞紙箱進(jìn)行高質(zhì)量柔性版印刷的技術(shù)水平。

  國(guó)內(nèi)一些知名的激光分色制版公司則率先在實(shí)踐中逐步確立了用于瓦楞紙柔印的三原色的分色方法,與印刷廠、油墨廠合作,在網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大、套印疊色、色澤控制等方面都能作出有效的探索和調(diào)整,印出很有特色的產(chǎn)品來(lái)。

  總結(jié)我們已獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為:

  1、水性墨三原色不只是三種色相等常規(guī)指標(biāo)符合要求就可以用來(lái)印刷,三原色(必要時(shí)加上黑色)必須作為一個(gè)整體來(lái)應(yīng)用。

  2、各色間的干燥性、粘性要求有適當(dāng)?shù)牟町,透明度和遮蓋力要保持平衡,以及流平性、印刷色序都需要統(tǒng)籌考慮,而且還強(qiáng)調(diào)印刷過(guò)程中上墨量和上機(jī)粘度等都要保持良好的穩(wěn)定性。

  一套適用于瓦楞紙印刷的三原色水性墨至少還應(yīng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

  1、墨的印刷顏色色相、色濃度與制版分色稿的要求要盡可能一致。不同的色色條件不得出的“三原色”會(huì)有很大的差異,一旦定型,就要求水性墨指標(biāo)、分色制版條件以及紙質(zhì)等條件相對(duì)保持不變。

  2、印跡平整、光潔,即流平性良好,能突出表現(xiàn)層次版的階調(diào)變化,讓實(shí)物、風(fēng)景和人物等彩色圖案較好地表現(xiàn)在相對(duì)疏松且粗糙的瓦楞紙上。

  3、顏色色相、色濃度和粘度具有較高的穩(wěn)定性。能在有效控制的上機(jī)占度范圍內(nèi),選擇恰當(dāng)線數(shù)的網(wǎng)紋輥,控制上墨量,在壓力穩(wěn)定、套印精確的條件下,獲得穩(wěn)定的印刷濃度和網(wǎng)點(diǎn)清晰度。即要求每批次墨具有良好的穩(wěn)定性,還要求在如此低粘度、相對(duì)高色濃度的印刷條件下保持各色墨的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性和上機(jī)時(shí)的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性。

  二、水性墨三原色的確立和應(yīng)用

  在標(biāo)準(zhǔn)難以確立的條件下,印刷廠只能從自身的實(shí)際條件出發(fā)與分色制版公司和油墨制造商配合,確立三原色分色色相、制版網(wǎng)點(diǎn)再現(xiàn)性與印刷壓力、精度之間的制約關(guān)系。

  有條件的紙箱印刷廠會(huì)根據(jù)自己的實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)直接按原稿進(jìn)行分色制版,再讓油墨制造商生產(chǎn)出與其分色條件相匹配的專用“三原色”水性墨。只要能滿足用戶的需要,這種專門(mén)條件下的三原色印刷品會(huì)具有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

  水性油墨未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

  由于水性油墨所具有的優(yōu)良環(huán)保特性,目前發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都在努力開(kāi)發(fā)和使用水性油墨以逐步取代溶劑型油墨。以水性印刷為主要發(fā)展對(duì)象的包裝印刷在國(guó)際上已經(jīng)形成一種趨勢(shì)。從國(guó)際包裝印刷的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,水性油墨已從單一的紙箱墨向各種基材.多色套印方面發(fā)展。在美國(guó)和一些歐洲國(guó)家已禁止使用含苯的溶劑型油墨.取而代之的是綠色環(huán)保型油墨。目前.美國(guó)塑料印刷中有40%采用水性油墨。其他發(fā)達(dá)國(guó)家,如日本,德國(guó),法國(guó)等,在塑料薄膜印刷中也越來(lái)越多地使用水性油墨,英國(guó)已立法禁止使用溶劑型油墨印刷包裝食品用的薄膜。近年來(lái),我國(guó)對(duì)食品的包裝也做出了一些規(guī)定.水性油墨印刷的地位在我國(guó)正得到不斷的提高.目前我國(guó)軟包裝方面的水性油墨以占3 5% 的用量排在其他印刷油墨之首。

  未來(lái)發(fā)展的建議

  通過(guò)近10年到15年的技術(shù)改進(jìn),水墨體系已成功解決了大多數(shù)原先存在的難點(diǎn),如難以使用、油墨的儲(chǔ)存、基材的局限性以及電暈處理和表面張力等問(wèn)題,新一代水墨已變初始的劣勢(shì)為優(yōu)勢(shì),逐步成長(zhǎng)和走向成熟。在環(huán)境、安全、健康大前提下,水墨產(chǎn)品,如何滿足最佳印刷與后加工適應(yīng)性,提高經(jīng)濟(jì)效益是我們考慮的課題。

  1、改進(jìn)水墨的性能

  目前水墨用戶要求改進(jìn)的性能在于:pH穩(wěn)定的水墨體系,水墨制造工業(yè)必須開(kāi)發(fā)出在印刷過(guò)程中pH值穩(wěn)定的水墨,即在印刷中無(wú)須再檢測(cè)和調(diào)整pH值;再溶性是另一重要的研究領(lǐng)域,胺揮發(fā)的過(guò)程中樹(shù)脂趨于固化,甚至固著在印版上。近來(lái),水墨制造商已改進(jìn)了樹(shù)脂的性能使之更易于溶解,這意味著印刷系統(tǒng)在清洗前能更長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),即提高了生產(chǎn)效率;水墨應(yīng)用要求繼續(xù)改進(jìn)在聚乙烯基材的應(yīng)用性能。水墨制造工業(yè)有望提高水墨印品的表面耐性,特別是在耐油、耐脂以及更好的耐熱和耐冷凍性方面。近來(lái)在歐洲和北美,產(chǎn)品革新主要以滿足用戶使用要求為驅(qū)動(dòng)力。易于使用的具體要求來(lái)自于用戶,這也將是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)力。

  2、緊跟環(huán)保形勢(shì)

  現(xiàn)階段來(lái)自于各方面的壓力表明環(huán)境問(wèn)題將進(jìn)一步得到關(guān)注。為達(dá)到愈加嚴(yán)格的環(huán)境管理目標(biāo),印刷商始終在尋找溶劑墨印刷操作工藝的新方法以達(dá)到政府的規(guī)定。印刷行業(yè)目前重點(diǎn)是加強(qiáng)對(duì)溶劑墨印刷過(guò)程中排放物的處理,通常的做法是使用“焚化爐”吸收和焚化VOCS,其他的更具創(chuàng)造性的是應(yīng)用以VOCS為食物的微生物或細(xì)菌的處理體系。所有這些方法都依靠高效地吸收傳輸VOCS到能使之被中和處理的系統(tǒng),或是焚化或是被微生物所吸收。

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