【环保油墨】之塑料袋印刷BOPP、胶带印刷、PVC桌布印刷水性油墨

从各地出台的挥发性有机物（VOCs）排污费征收办法来看，包装印刷成为VOCs排污治理的重点行业，这主要缘于印刷过程排放的有机溶剂造成的VOCs污染，而这种溶剂来源于大量使用的溶剂型油墨以及印刷过程中必须使用的相当比例的稀释溶剂。在这种情况下，以水代替有机溶剂制成的水性油墨来进行印刷受到了印企更多的关注，水性油墨大幅减少甚至杜绝有机溶剂排放的优势使得其生产技术不断进步。

应用市场逐步扩大

水性油墨用水作为溶剂，消除了有机溶剂排放引起的VOCs排放、易燃烧的消防安全问题以及对印刷操作者身体的潜在危害性等问题。推广使用水性、大豆基、能量固化等低（无）VOCs含量的油墨也被列入了《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》。

迄今，水性油墨已成功应用于纸张、纸板和瓦楞纸等吸收性材料的包装印刷，并探索应用于中的绿色印刷。得益于渗透干燥和挥发干燥的双重干燥机理，延长了印刷过程的干燥时间，柔性版印刷应用的水性油墨已可以实现VOCs排放几乎为零。

另一方面，依照目前的技术水平，水性油墨普遍采用的仍为苯丙树脂加胺（氨水）中和溶解的溶液体系，油墨使用过程中会散发轻微的氨味让人不适。而且，印刷过程用水清洗等环节容易产生有色废水，较难处理，需要印刷企业重新增添有效的废水处理设施。更要注意的是，水性油墨的干燥速度大大低于溶剂型油墨，印刷过程需要消耗比溶剂型油墨更多的热能，对于凹版印刷来说，使用水性油墨的印刷速度将大打折扣，能耗也要提升，效率会降低。

技术研发任重道远

目前，水性油墨应用面临的难题是如何实现用水性油墨来印刷非吸收性的塑料薄膜、纸塑复合膜等软包装材料，以替代常规凹版印刷和柔版印刷的溶剂型油墨。这类印刷是完全挥发型的干燥机理，油墨必须在印刷过程的短时间内完成干燥，这直接决定了印刷速度和印品质量。因此，常规的做法仍是在水性油墨中添加一定量的水溶性易挥发干燥的有机溶剂，以辅助提高印刷干燥速度。

现有的标准允许该类水性墨含有小于30%的VOCs，然而该标准据当今的环保要求有些偏低，新修订标准的要求很可能会有所提高，但保留少量的VOCs溶剂还是目前生产的需要，尤其是凹版印刷生产。为了更为有效地适应水性油墨印刷，凹版印刷系统也需要相应作出大幅度的技术调整，凹版制版方式和版深构造**匹配、烘道功效等都需作适当的调整和优化，以确保在**低有机溶剂浓度的条件下，达到预期的印刷速度和印品质量。

我国拥有相当规模数量的凹版印刷机，是软包装印刷的主力设备，为了使水性油墨的凹版印刷的品质和效率可以与溶剂型油墨印刷媲美，必须要全面改良提高凹版印刷机械系统的配套技术，以与适用的水性油墨匹配。

水性油墨的技术已趋于成熟，已能应用于多种薄膜类非吸收性材料的印刷和附着，墨的组成材料也已具备相当的经济性，在今后进一步推广应用中，需要的是配合不同的凹版印刷和柔版印刷系统获取适合而经济的印刷工艺条件，以实现可接受的印刷效率和印刷品质。

对于印刷企业来说，应联合油墨供应商进行深度的开发与合作，结合实际终端市场对印刷品环保性的接受和许可，逐渐形成特有的水性油墨印刷工艺技术，大幅减少VOCs排放，降低材料消耗，获得更为环保安全而品质稳定的印刷品。

水性油墨是由连结料、颜料、助剂等物质组成的均匀浆状物质。连结料提供油墨必要的转移性能，颜料赋予油墨以色彩。水性油墨的连结料主要分为两种类型：水稀释型和水分散型。前者可以使用的树脂类型有很多种，比如顺丁烯二酸树脂、紫胶、马来酸树脂改性虫胶、乌拉坦、水溶性丙烯酸树脂和水性氨基树脂等。水分散型的连结料是在水中通过乳化的单体聚合所得，它是两相体系，其中油相以颗粒状在水相中分散，虽不能够被水溶解，但能够被水稀释，所以也可以认为是水包油乳液型。

1凸版油墨

       用以印刷书刊、报纸、画册、单据、帐簿等的一类油墨。凸版印刷的主要特征是印刷版面着墨部分凸出于非着墨部分。凸版油墨按印刷机种类和印制品的用途又分铅印油墨、铜版油墨、凸版轮转油墨、柔性凸版油墨。

2平版油墨

     适用于平版印刷的一类油墨。平版印刷的版面各部分基本上处于一个平面，图纹处亲油，非图纹处亲水，利用油水相斥的原理进行印刷，故平版油墨必须具备抗水性能。按工艺分为胶印油墨、卷筒纸胶印油墨、平胶印油墨、无水胶印油墨、印铁油墨、石印油墨、珂?版油墨。

3凹版油墨

     适用凹版印刷的一类油墨。印刷时凹入于版面的图纹部分上墨，将非图 纹部分的墨擦去或刮净，然后进行印刷。有雕刻凹版油墨和照相凹版油墨之分。

4网孔版油墨

    通过印版的网孔漏印到承印表面进行印刷的一类油墨。网孔版油墨又分为誊写油墨和丝网版油墨。

在制造水性油墨时，选择合适的颜料是至关重要的。大多数颜料制造商会提供多种性能不同的颜料，供水性墨生产商选择，同时这样还可以为特殊体系的水性墨颜料选择提供参考。

色相是颜料选择的首要的因素，其次是光泽、耐化学性、易分散性及和其他组分的相溶性**是分散设备选择。如果**有效的分散设备也不能达到合适的分散油墨，则可以考虑选择滤饼或分散颜料作为色料。另外在选择颜料时还要考虑经济因素，对于油墨配方者来说，当所需要的油墨颜料性能满足之后，价格**成了他们选择颜料重点考虑的因素。其实大多数颜料生产商会公布他们产品的规格和技术参数，从而帮助油墨调配者选择**的颜料。

一、水性体系中干颜料选择

使用干颜料既有优点又有缺点，关键在于合适的颜料选择，树脂化，颜料与展色液的相溶性，以及易分散和处理。

（1）颜料选择

在配制一个油墨体系时，首先应该考虑所使用颜料的形式和储存稳定性。可选择的颜料形式有干颜料、滤饼和分散颜料。我们首先介绍选择干颜料的优点：1、干颜料是**干产品，这样**不用实验颜料在油墨中的浓度了；2、干颜料也比其他两种形式颜料易处理；3、干颜料在一定时间甚至几年里其性质都不会改变；4、干颜料的制造商范围广，易于采购。而对于滤饼或分散颜料，则必须进行实验以确定颜料在油墨中的浓度。

①不透明颜料，在某些透明度要求不很高的水性油墨中可以使用不透明颜料。如印刷纸张、纸板、聚乙烯、聚丙烯、瓦楞纸和标签纸等的水性油墨都可以使用不透明颜料。颜料的不透明性给颜料提供了很好的遮盖力，因此不透明颜料配制的油墨常常用于瓦楞纸和包装纸印刷中。不透明颜料粒子尺寸较大，容易分散，具有较好的耐晒和低流变性。

②透明颜料，印刷高质量的印品，如金属箔片、标签和纸张，则需要透明和光泽好的印刷油墨。在很多包装领域，透明颜料可以提供更好的光泽、高印刷强度和染色强度。由于粒子尺寸小和高透明性，使得透明颜料具有更低的褪色性。

（2）树脂化

配制水性油墨时，将颜料进行树脂化是非常重要的。在颜料偶合过程中或之后加入树脂能够阻止晶体生长，从而有助于颜料的分散和透明。树脂还可以将颜料粒子包裹，使颜料在预分散过程中更易分散。与不树脂化颜料相比，树脂化的颜料能够制造出更透明的油墨。在水性油墨体系中发展出来的颜料可以给予优良的透明性、光泽和低流变性，但在溶剂墨中这些颜料却不适用。

（3）颜料/载色体的相溶性和稳定性

在水性油墨体系中，使用高树脂化的颜料容易产生不稳定的流变性，因为颜料制造过程中加入的树脂和油墨研磨及配方中的丙烯酸树脂不相溶。高树脂化颜料如C.I.颜料黄83，应该慎重选用，以避免出现上述问题。在水性油墨体系中还能观察到金属偶氮红钙盐颜料的不稳定性，如C.I.颜料红48：2或C.I.颜料红57：1，在这些颜料中，分子中胺质子是连在苯分子上，当晶体水从分子中脱去后，能够观察到变色。当这些颜料吸附水后颜色移向黄相，干燥时水脱去则移向蓝相。如果颜料是稳定的，则应该色相返回原色。对于某些胺质子连在萘分子上的颜料，如C.I.颜料红49：2，其钙盐、钡盐和锶盐在水溶液中都是色相稳定颜料。

二、水性颜料分散

水性颜料的分散虽然是一个新兴领域，但已经在流变性、相溶性和稳定性等方面取得了重要进展。色淀颜料的分散在某些方面已经使用，但通常利用的是非离子表面活性剂或乙二醇分散，降低了树脂的干性。

水性柔版油墨和水性凹版油墨用的颜料在大多数情况下是以丙烯酸树脂为黏合剂，根据颜料类型和浓度，加入某些阴离子、非离子或两性离子表面活性剂或其复配物帮助分散。从不同供应商得到的相同的C.I.号的颜料性能是一样的，但因大多数颜料都是经过树脂化处理的，所以在一个水分散体系中稳定的颜料在另一个体系中可能是不相容的。除了丙烯酸树脂，其他树脂如聚酯树脂、环氧树脂、氨基甲酸乙酯树脂等也可以制造水减少分散剂。根据树脂体系，可以加进某些非氨溶剂配制油墨以避免有害味道和高挥发含量。还需注意，在一个树脂体系中适用的颜料在另一个体系中不一定适用。

用于颜料分散的设备有高速分散机、带有不同叶片的混合机、动力分散研磨机、球磨机或介质研磨机。目前现代化的设备是利用不锈钢或陶瓷的介质研磨机。分散质量取决于介质的大小、分散料中的介质比例，如果使用小粒子介质和高介质比例，则可以得到高质量的分散。

其他决定**终分散质量的因素是颜料、树脂和分散剂等百分含量。通过配方实验**终决定各种物质的比例，可以使用氨、苛性钠、单乙醇胺或其他胺添加剂增加树脂溶解性，水溶液pH值在8.5~9.5之间。低于8.2时，会导致分散体系变稠，而且产生的展色料会堵住喷嘴。高于9.5时，则会产生大量泡沫。

以上介绍给您做个参考，实际选择中还需要根据具体生产需要选择合适的颜料。