馬順堃，王雅婷，汪子寧，郅 云

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050）

0 引言

眾所周知，面向廣大國(guó)民出售的很多商品都離不開(kāi)包裝，如飲品、食品、煙酒和玩具等，這些商品包裝都需要相應(yīng)的印刷，水性油墨就是其中較為常見(jiàn)的一種包裝印刷材料。環(huán)保型水性油墨不具腐蝕性，不易燃也不易爆，而且沒(méi)有難聞的刺激性氣味和有毒物質(zhì)，無(wú)論是對(duì)接觸它的人還是它對(duì)環(huán)境，都沒(méi)有什么危害。這種油墨在實(shí)際應(yīng)用中完全可以借助乙醇或者是自來(lái)水進(jìn)行稀釋?zhuān)词故窃谟∑犯稍镆院笠矝](méi)有什么有毒有害的物質(zhì)殘留在其中，有著極高的安全性。作為一種包裝印刷材料，切實(shí)應(yīng)用在與廣大民眾息息相關(guān)的生活常用品上是沒(méi)有問(wèn)題的。我國(guó)環(huán)保型水性油墨相較于國(guó)外來(lái)說(shuō)起步較晚，進(jìn)口量也就相對(duì)較多，但發(fā)展至今已然相對(duì)市場(chǎng)化和規(guī)范化，我國(guó)在該類(lèi)產(chǎn)品的研發(fā)工藝上也一直在尋求新的突破，其發(fā)展前景還是較為廣闊的，有著很大探究?jī)r(jià)值。

1 環(huán)保型水性油墨的基本概述

1.1 水性油墨

水性油墨又被稱(chēng)作水墨，廣泛地應(yīng)用在很多有著較高衛(wèi)生要求的包裝印刷中，像煙酒、玩具和食品等。柔性版水性墨又被叫做液體油墨，經(jīng)由多種成分一起加工而成，像水溶性樹(shù)脂、溶劑等。

1.2 主要成分

1.2.1 水溶性樹(shù)脂

無(wú)論是水溶性樹(shù)脂還是水分散性樹(shù)脂，都是水性油墨不可或缺的連接料組成，其在很大程度上影響著油墨干燥性、光澤感、附著力以及粘度，這些影響著印刷適應(yīng)性[1]。一般紙箱對(duì)于油墨的耐水性以及光澤感沒(méi)有較高要求，進(jìn)而我國(guó)在油墨連接料的選擇上常選松香改性馬來(lái)酸樹(shù)脂，但檔次高一些的包裝印刷就不再適用了。此外，還有可溶性略差、印刷適應(yīng)性略低但穩(wěn)定性好一些的氨基甲酸乙酯樹(shù)脂，還有經(jīng)處理后完全能夠溶于水的一些高分子樹(shù)脂，像水性氨基樹(shù)脂、羧甲基纖維素和苯乙烯改性馬來(lái)酸樹(shù)脂等等。各種各樣的水溶性樹(shù)脂自身特性不同，勢(shì)必會(huì)對(duì)水性油墨在實(shí)際使用中產(chǎn)生不同影響，在水、熱、化學(xué)、污染等多方耐受性以及光澤度的綜合考量下，發(fā)現(xiàn)水溶性丙烯酸改性樹(shù)脂的性能相對(duì)較好，用其作為連接料對(duì)于提高印刷質(zhì)量有很大幫助。

1.2.2 顏料

如今隨處可見(jiàn)的包裝印刷大多是五顏六色的，這些呈現(xiàn)在眼前的色彩都是顏料發(fā)揮的作用，無(wú)論是有機(jī)還是無(wú)機(jī)的顏料都可在水性油墨中得以應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，水性油墨當(dāng)中的樹(shù)脂成分基本上是堿溶性的，所以顏料成分一定要具有耐堿性。由于其顏料在分布密度、水面張力等多種因素影響下，有一定分散難度，進(jìn)而對(duì)油墨酸堿度、粘度以及穩(wěn)定性有所影響。為了提升顏料和水溶性樹(shù)脂的親和力，讓油墨更具穩(wěn)定性，會(huì)添加一些表面活性劑。除此之外，無(wú)論是水墨的酸堿度，還是其粘度都要做好精確控制，因?yàn)橐坏┢鋚H 值超過(guò)9.5，那么太高的堿性會(huì)使其粘度大大減少，不僅使得其干燥緩慢，而且耐水性也會(huì)大大降低，如若其pH 值在8.0 以下，那么太低的堿性又會(huì)使其粘度大大增加，不僅使得其干燥過(guò)快，而且也容易起泡或臟版。所以，綜合考量下，要選用那些粘度不太高、色澤艷麗并有著穩(wěn)定體系的水墨顏料。

1.2.3 助劑

水墨性能也需要一些助劑的支撐，像消泡劑和水墨穩(wěn)定劑就是其經(jīng)常使用的兩大助劑，此外還有交聯(lián)劑、防腐劑、增滑劑、分散劑和流平劑等等。一般來(lái)說(shuō)，消泡劑用量在1%～2%之內(nèi)，主要是為了除去水墨里的泡沫，而水墨穩(wěn)定劑大多使用一些乙醇胺或者是氨水等，既能對(duì)水墨酸堿度進(jìn)行調(diào)節(jié)，又能降低水墨粘度，可以極大地規(guī)避運(yùn)輸或者貯藏時(shí)水墨的發(fā)霉，這些助劑都需科學(xué)使用。

1.2.4 溶劑

環(huán)保型水性油墨主打的就是其無(wú)毒性，純凈水、異丙醇、乙醇或丁醇等都可成為其溶劑，不僅無(wú)毒無(wú)害，而且還可溶解水溶性樹(shù)脂，調(diào)節(jié)水墨粘度和干燥速度，增加顏料分散性，以此確保水墨穩(wěn)定性、印刷適應(yīng)性，并抑制發(fā)泡。

1.3 生產(chǎn)工藝

環(huán)保型水性油墨的生產(chǎn)首先把上述水墨主要成分進(jìn)行混合，然后借助高速分散機(jī)對(duì)其進(jìn)行分散、研磨和攪拌成為色漿，之后把助劑、溶劑以及做好的色漿攪拌均勻，借助分散研磨讓其有著色力、光澤度以及細(xì)度，最后經(jīng)過(guò)過(guò)濾包裝成為水墨產(chǎn)品，如圖1 所示。

圖1 水墨生產(chǎn)流程圖

1.4 發(fā)展現(xiàn)狀

水性油墨最早于20 世紀(jì)60 年代經(jīng)國(guó)外研究出來(lái)后并逐漸開(kāi)始使用，開(kāi)始時(shí)使用的連接料成分主要為酪蛋白，主要在低端包裝上使用[2]，到了20 世紀(jì)80 年代，環(huán)保型水性油墨這種概念才開(kāi)始被國(guó)外一些國(guó)家提出來(lái)，此后國(guó)外超八九成凹印和柔性產(chǎn)品都采用水性油墨進(jìn)行包裝印制。我國(guó)水墨相較于國(guó)外而言發(fā)展較晚，最早由新加坡帶入我國(guó)，此后我國(guó)經(jīng)過(guò)堅(jiān)持不懈地研發(fā)、借鑒和改良，終于有了自己的水墨產(chǎn)品[3]，但當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上還是以進(jìn)口為主，直到我國(guó)出臺(tái)了相應(yīng)的水墨標(biāo)準(zhǔn)，才令其真正邁向市場(chǎng)化和規(guī)范化。

2 環(huán)保型水性油墨在實(shí)際中的應(yīng)用

2.1 柔性版印刷

由于柔版印刷主要使用橡膠凸版印版或者是柔性感光樹(shù)脂版，印刷使用的油墨必須是對(duì)版材沒(méi)有腐蝕性的，由于該印刷方式的環(huán)保性符合潮流，在全球得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。柔性版印刷當(dāng)下較多應(yīng)用于瓦楞紙箱上，主要應(yīng)用水性油墨進(jìn)行印刷，見(jiàn)圖2。

圖2 柔性版印刷的電飯煲瓦楞紙箱

起步較晚的我國(guó)五成左右的瓦楞紙箱都是用此方式進(jìn)行印刷的，起步較早的發(fā)達(dá)國(guó)家則超過(guò)了九成[4]。除此之外，柔性版印刷在我國(guó)的一些煙酒、食品的標(biāo)簽上也得到了廣泛應(yīng)用，尤其是低端的窄幅標(biāo)簽。無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都在對(duì)水墨如何更好應(yīng)用在柔性版印刷中進(jìn)行著一系列研究，終于發(fā)現(xiàn)在其中增添支化聚甘油，能夠在很大程度上增加油墨密度和耐磨性，而借助超支化聚酯多元醇系列產(chǎn)品中的Bolton P1000 以及Bolton P500 可改變油墨特性，提升其在塑料薄膜之上的固色度和光色度。

2.2 凹版印刷

水性油墨也應(yīng)用在很多凹版印刷中，像紙張印刷、塑料印刷都可看見(jiàn)水墨的身影。因?yàn)榧垙堄∷?dāng)中很少會(huì)有墨層很久才干的問(wèn)題，其印刷技術(shù)也就較為成熟一些，盡管其相較于應(yīng)用溶劑型油墨而言，沒(méi)有那么高的色彩鮮艷度，但水性油墨的環(huán)保性是毋庸置疑的，還是有著較好應(yīng)用前景的[5]。在塑料印刷當(dāng)中，以往應(yīng)用的一些溶劑型油墨也逐漸被水性油墨替代。溶劑型油墨在塑料凹印當(dāng)中有著不小的污染性，這無(wú)疑是與當(dāng)下提倡的環(huán)保理念是背道而馳的，或早或晚都會(huì)被水性油墨這種相對(duì)環(huán)保的油墨所取代。

塑料本身沒(méi)有什么吸收性，在進(jìn)行塑料凹印時(shí)，如何令水性油墨這種沒(méi)有揮發(fā)性有機(jī)溶劑的印刷材料在塑料之上仍有較好附著力以及流平干燥性，便是其實(shí)際應(yīng)用中不得不面對(duì)的難題。水性油墨要想徹底取代塑料凹印當(dāng)中應(yīng)用的溶劑型油墨還是存在不小技術(shù)難度的，而且還要提升一下其印刷適性，像光澤、干燥和附著等性能都是水性油墨切實(shí)應(yīng)用到塑料凹印當(dāng)中時(shí)要解決的問(wèn)題，無(wú)論是印刷設(shè)備，還是印刷技術(shù)的改良，都要綜合考慮塑料凹印與水性油墨相應(yīng)特點(diǎn)，以此做出科學(xué)合理的改良。

2.3 數(shù)字印刷

數(shù)字印刷中應(yīng)用水性油墨，主要是在熱壓式的噴墨印刷中，而今無(wú)論是數(shù)字印刷的技術(shù)，還是數(shù)字印刷所占領(lǐng)的市場(chǎng)都發(fā)生了很大變化，很多行業(yè)都愈發(fā)重視并切實(shí)應(yīng)用起了環(huán)保型水墨，像電極行業(yè)、導(dǎo)電薄膜行業(yè)等等，國(guó)內(nèi)外的研究人員都在針對(duì)于此進(jìn)行積極研發(fā)，而今已然出現(xiàn)了適用于太陽(yáng)能電池的導(dǎo)電膜以及涂層，諸如此類(lèi)的研發(fā)都是把能導(dǎo)電的水性油墨以噴墨方式置于承印物體的表面?？v觀(guān)當(dāng)下的數(shù)字印刷，水墨在很多特殊行業(yè)的應(yīng)用也多了起來(lái)。

3 環(huán)保型水性油墨的市場(chǎng)展望

經(jīng)過(guò)上述對(duì)環(huán)保型水性油墨在實(shí)際應(yīng)用中的分析，不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)下的柔性版印刷以及凹版印刷是其最為主要的市場(chǎng)，無(wú)論是柔性版印刷，還是凹版印刷都以包裝為主，像煙酒、玩具和食品等，這些產(chǎn)品的包裝占據(jù)了其中很大一部分市場(chǎng)份額。自從我國(guó)大力倡導(dǎo)并積極推進(jìn)環(huán)保以來(lái)，廣大國(guó)民的環(huán)保意識(shí)有了大幅提升，人們?nèi)諠u意識(shí)到周邊的生態(tài)環(huán)境對(duì)于生產(chǎn)生活、工作學(xué)習(xí)乃至經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，大家都迫切地希望環(huán)保型印刷材料的推廣應(yīng)用，在最大程度上減少其對(duì)環(huán)境帶來(lái)的一些污染。

自環(huán)保型水性油墨切實(shí)應(yīng)用到柔性版印刷之中以來(lái)，其在環(huán)境改善上所做出的貢獻(xiàn)是大家有目共睹的，最近幾年在全球的發(fā)展勢(shì)頭也是較為迅猛的。一些發(fā)達(dá)國(guó)家超九成的柔性版印刷制品、八成左右的凹版印刷制品都是應(yīng)用環(huán)保型水性油墨[5]。如今我國(guó)在柔版印刷方面的生產(chǎn)線(xiàn)有上百條，每一年都需要幾十萬(wàn)噸的水性油墨來(lái)輔助生產(chǎn)，總體來(lái)說(shuō)，環(huán)保型水性油墨的整個(gè)市場(chǎng)潛力還是非常之大的。

水性油墨在全球得到了推廣，正在替代先前沒(méi)有環(huán)保特性的溶劑型油墨，將環(huán)保型水性油墨切實(shí)應(yīng)用到諸多包裝印刷已經(jīng)是大勢(shì)所趨?？v觀(guān)國(guó)際上的包裝印刷，水性油墨正在由先前顏色單一的瓦楞紙箱印刷轉(zhuǎn)向多種顏色和基材的多元化印刷。國(guó)外已經(jīng)有一些國(guó)家明令禁止繼續(xù)使用含有苯等毒物的溶劑型油墨，倡導(dǎo)大家使用環(huán)保型的油墨[6]，現(xiàn)如今許多國(guó)家都紛紛響應(yīng)環(huán)保的號(hào)召，在諸多方面的印刷都在積極應(yīng)用環(huán)保型水性油墨，我國(guó)當(dāng)然也加入了其中，在食品等印刷包裝上制定了規(guī)定，這無(wú)疑是對(duì)環(huán)保型水性油墨的巨大肯定，相信隨之而來(lái)，水性油墨的市場(chǎng)份額將不斷增大。

我國(guó)當(dāng)下生產(chǎn)油墨的現(xiàn)有企業(yè)上千家，大多數(shù)企業(yè)一年就可以生產(chǎn)成百上千噸油墨，我國(guó)華東以及華南這兩大區(qū)域是消耗水墨較多的地方，大概占據(jù)了全國(guó)市場(chǎng)的七成以上，并且還在增長(zhǎng)。我國(guó)環(huán)保型水墨走到今天已然改變了先前過(guò)于依賴(lài)進(jìn)口的情況，日漸自給自足，水墨國(guó)產(chǎn)質(zhì)量完全經(jīng)受得住考驗(yàn)，滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的旺盛需求。在紙箱、食品等一些柔性版印刷當(dāng)中，可以經(jīng)?？吹江h(huán)保型水性油墨的身影，在該領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟的，很多特殊行業(yè)也有著不小的需求，并呈上升趨勢(shì)。

當(dāng)下的凹版印刷也在積極尋求更好的環(huán)保型水墨去替代先前的溶劑型油墨，盡管還未實(shí)現(xiàn)完全替代，但其發(fā)展前景還是看得到的。一方面，環(huán)保型水性油墨在而今的印刷領(lǐng)域里擁有著較為廣闊的市場(chǎng)，柔性版印刷占據(jù)了其中的大部分，其增長(zhǎng)率在5 個(gè)百分點(diǎn)左右，盡管塑料凹印在對(duì)該環(huán)保水墨實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在一定技術(shù)難點(diǎn)，但全球?qū)Νh(huán)保與日俱增的重視使得其市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)還是較為穩(wěn)定，一些權(quán)威人士也指出，網(wǎng)印技術(shù)日后會(huì)得以快速發(fā)展，其市場(chǎng)份額以及發(fā)展空間也會(huì)隨之提升，這些對(duì)于整個(gè)印刷行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展來(lái)說(shuō)都是很大的機(jī)遇；此外，環(huán)保型水性油墨也會(huì)帶動(dòng)相應(yīng)的科研發(fā)展，就拿柔性版印刷來(lái)說(shuō)，其無(wú)論是技術(shù)還是實(shí)際應(yīng)用都是相對(duì)成熟的，進(jìn)而我國(guó)很多油墨廠(chǎng)家在相應(yīng)的配方上已然自主產(chǎn)權(quán)化，不過(guò)一些水墨原料還是要依靠進(jìn)口，國(guó)內(nèi)原料當(dāng)下還沒(méi)有辦法徹底滿(mǎn)足水墨制備所有要求，特別是在一些性能方面有特別要求的，想要完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化還有一段路要走。

我國(guó)從事該方面研究的工作人員，有必要以環(huán)保型水性油墨原料為切入點(diǎn)，努力研發(fā)一些能夠切實(shí)應(yīng)用的新材料和工藝，盡可能提升水墨自身性能。尤其是在塑料凹印方面更要加緊研發(fā)。盡量對(duì)水墨光澤度以及流平干燥性作出優(yōu)化改進(jìn)，還應(yīng)持續(xù)研發(fā)新的原輔材料，借助改良后的技藝來(lái)提升其使用效果，而除此之外的特殊行業(yè)也不能松懈水墨研發(fā)，要拓展研發(fā)思路，積極尋求環(huán)保型水性油墨的更好發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)保理念如今已經(jīng)深入到了廣大國(guó)民的心中，我國(guó)各行各業(yè)都在積極尋求綠色發(fā)展，對(duì)于印刷業(yè)來(lái)說(shuō)也同樣如此，盡可能依托環(huán)保理念才能讓印刷業(yè)走得更遠(yuǎn)更穩(wěn)。我國(guó)對(duì)于印刷的需求很大，要想成為印刷強(qiáng)國(guó)，就要切實(shí)應(yīng)用環(huán)保型水性油墨這種沒(méi)什么污染的印刷材料，走綠色可持續(xù)發(fā)展道路。相關(guān)科研部門(mén)以及企業(yè)更要緊跟環(huán)保的發(fā)展步伐，持續(xù)應(yīng)用環(huán)保水墨并尋求更高發(fā)展。