隨著人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，綠色環(huán)保成為21世紀(jì)的發(fā)展主題。近年來(lái)，很多國(guó)家已在包裝印刷方面增加了衛(wèi)生、環(huán)保方面的要求和制約條件，尤其是對(duì)食品包裝印刷，由于使用有機(jī)溶劑油墨和上光油，會(huì)排放碳?xì)浠衔?，污染空氣，并有損健康，所以目前發(fā)達(dá)國(guó)家的食品包裝印刷已基本上不再使用溶劑型的印刷材料。研究開發(fā)和應(yīng)用公害小、污染少，以至無(wú)公害的印刷材料成為綠色包裝發(fā)展的必然要求，由此，有利于環(huán)境的綠色包裝印刷材料必將更加受到重視。
水性油墨的組成
水性油墨是由特定的水性高分子樹脂、顏料、水，并添加助劑經(jīng)物理化學(xué)過(guò)程組合而成的油墨，簡(jiǎn)稱水墨。水性油墨是以水作為溶劑，油墨轉(zhuǎn)印到承印物后，水分揮發(fā)到環(huán)境中或者滲入承印物中，油墨隨水分的揮發(fā)而干燥。水性高分子樹脂是水性油墨最主要的組成部分，它在水墨中主要起連接料的作用，使顏料可以均勻分散，使油墨具有一定的流動(dòng)性，并提供與承印物材料的黏附力，使油墨能在印刷后形成均勻的墨層。目前研制與開發(fā)使用較多的是堿溶性樹脂，這類樹脂可以被水溶解，制成水性連接料，印刷干燥后變成不溶于水的物質(zhì)。
水性油墨的色相主要取決于顏料，顏料以微粒狀態(tài)均勻地分布在連接料中，顏料顆粒能夠?qū)饩€產(chǎn)生吸收、反射、折射和透射作用，因此能夠呈現(xiàn)一定的顏色。一般要求顏料具有鮮艷的色澤，適合的著色力和遮蓋力，以及較高的分散度。此外，根據(jù)使用目的不同，還可以選擇不同耐抗性的溶劑。溶劑的作用是溶解樹脂，使油墨具有一定的流動(dòng)性，在印刷過(guò)程中能夠順利地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，并對(duì)油墨的黏度和干燥性能進(jìn)行調(diào)整。助劑對(duì)水墨性能的影響很大，是水墨不可缺少的重要組成部分。水墨中常用的助劑有pH 值穩(wěn)定劑、慢干劑、消泡劑、沖淡劑等。
水性油墨的環(huán)保安全特性
水性油墨區(qū)別于溶劑型油墨，最大的特點(diǎn)在于所用的溶解載體。溶劑型油墨的溶解載體是有機(jī)溶劑，如甲苯、乙酸乙酯、乙醇等，而水性油墨的溶解載體是水和少量的醇(約3％～5％)。由于用水作溶解載體，水性油墨具有顯著的環(huán)保安全特點(diǎn)：安全、無(wú)毒、無(wú)害、不燃不爆、幾乎無(wú)揮發(fā)性有機(jī)氣體產(chǎn)生。主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：
1.對(duì)大氣環(huán)境無(wú)污染；
2 . 減少印刷品表面殘留毒物，保證食品衛(wèi)生安全；
3.減少資源消耗并降低環(huán)保成本；
4 . 提高了作業(yè)環(huán)境的安全性，保障接觸操作人員的健康。
水性油墨的應(yīng)用概況
從印刷方式上看，水性油墨目前對(duì)膠印還不適用，其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是柔性版印刷、凹版印刷與網(wǎng)版印刷。
目前已經(jīng)大量使用水性網(wǎng)印油墨的國(guó)家有瑞典、德國(guó)和美國(guó)。自20世紀(jì)80 年代以來(lái)，國(guó)際上已開發(fā)出織物、紙、PVC、PS、鋁箔及金屬上網(wǎng)印的有光和無(wú)光水性油墨。我國(guó)的網(wǎng)版印刷發(fā)展速度很快，而網(wǎng)印水性油墨的研制開發(fā)及普及的進(jìn)展速度卻較緩慢。值得欣慰的是，我國(guó)在網(wǎng)印水性油墨研發(fā)上已引起人們的關(guān)注，經(jīng)過(guò)幾年的努力已取得一些成果。據(jù)報(bào)道，我國(guó)在紙張和塑料等承印材料上已經(jīng)應(yīng)用了網(wǎng)印水性油墨。
網(wǎng)版印刷中使用水性油墨要注意的問題
1.在網(wǎng)版印刷中，要注意控制水性油墨的參數(shù)，包括油墨的黏度、流動(dòng)性、觸變性和可塑性等。
2 . 注意水性油墨的控制指標(biāo)。水性油墨的控制指標(biāo)主要有細(xì)度、黏度、pＨ值和干燥速度等，它們對(duì)油墨的應(yīng)用效果起決定性作用。
3.由于水性油墨為純水性體系，因此使用中要注意不要將水性油墨與醇性油墨和溶劑型油墨混合使用或在墨中加入有機(jī)溶劑，以免出現(xiàn)印刷質(zhì)量問題。
4.使用水性油墨時(shí)，應(yīng)將其攪拌均勻，測(cè)量黏度合適后倒入墨槽，若黏度不合適，可用稀釋劑或增稠劑進(jìn)行調(diào)節(jié)，并注意控制油墨的pH值，一般掌握在８.５～９.５。印刷過(guò)程中，由于水的揮發(fā)，水墨黏度會(huì)升高，pH值下降，所以要經(jīng)常觀察油墨的使用情況，發(fā)現(xiàn)油墨黏度升高或pH 超出控制范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用稀釋劑和pH 穩(wěn)定劑進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證黏度和pH值的穩(wěn)定。
5.一般情況下，水墨極適于高速印刷，低速印刷時(shí)若遇到干燥速度太快或印刷效果不佳的情況，可添加一定比例的慢干劑。
6.印刷完畢后應(yīng)將剩余水墨收回相應(yīng)的原裝桶或?qū)⒛鄣纳w子蓋嚴(yán)，以備下次再用。防止由于水墨表面結(jié)膜、變稠甚至變干。水性油墨宜存放在通風(fēng)陰涼的室內(nèi)，室溫控制在5～45 ℃。
7.印刷后殘留在印刷設(shè)備上的油墨在其未完全干燥時(shí)可用清水沖洗，無(wú)法用清水洗凈的墨可用清洗劑進(jìn)行清洗。
8.水墨的印刷適性受印刷條件、承印物表面特性、環(huán)境溫濕度、存放時(shí)間長(zhǎng)短等客觀條件的影響，因此在使用時(shí)，需要用一些助劑對(duì)水墨做細(xì)微調(diào)整以獲得最佳的印刷效果。水性油墨中常用的助劑有色料、pH 值穩(wěn)定劑、慢干劑、消泡劑、沖淡劑等，印刷中要熟悉助劑的特點(diǎn)和使用方法。
1）色料用于加深顏色，其用量一般應(yīng)控制在0～30％，超過(guò)30％將會(huì)使水墨中連接料含量過(guò)低，導(dǎo)致其附著力和耐磨性下降。
2）pH 值穩(wěn)定劑用于調(diào)節(jié)和控制水性油墨的pH值，使其穩(wěn)定在8.0～9.5，保證水性油墨印刷狀態(tài)。同時(shí)，它還可以調(diào)節(jié)水性油墨的黏度，并對(duì)油墨進(jìn)行稀釋。
3）慢干劑用于降低水墨的干燥程度，慢干劑可以抑制和減緩水基油墨的干燥速度，防止油墨在印版上干燥，減少堵版和糊版等印刷故障的發(fā)生。慢干劑的用量一般應(yīng)控制在總墨量的０～10％，如果加入量過(guò)多，油墨干燥不徹底，印刷品就會(huì)粘臟或產(chǎn)生異味。
4）沖淡劑主要用于降低顏色的深度，用量不限。但加入大量沖淡劑可能會(huì)導(dǎo)致水墨黏度略有上升，這時(shí)可同時(shí)加入少量稀釋劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5）稀釋利主要用于降低水墨的黏度，用量應(yīng)控制在３％以內(nèi)，才不致降低水墨的顏色深度，并可保持水墨的ｐＨ值不變。稀釋劑應(yīng)邊攪拌邊緩慢加入以防黏度過(guò)低。如果加入較多的稀釋劑或使用硬度高的自來(lái)水稀釋會(huì)產(chǎn)生氣泡，這時(shí)應(yīng)加入消泡劑。
6）水性油墨使用中出現(xiàn)泡沫問題的主要原因是其以水作為稀釋劑，在乳液聚合時(shí)就必須使用一定數(shù)量的乳化劑，使乳液體系表面張力大大下降。消泡劑的作用是抑制和消除氣泡的產(chǎn)生，避免因產(chǎn)生氣泡而出現(xiàn)針孔、漏白、墨色不均勻等印刷質(zhì)量問題，但一般消泡劑的用量要控制在0.1％～0.2％。
7）增稠劑主要用于增加水墨的黏度，同時(shí)還能賦予油墨優(yōu)異的機(jī)械及物理化學(xué)穩(wěn)定性，在印刷時(shí)起到控制流變性的作用，但用量不可太多，如果水性油墨中使用太多的增稠劑，會(huì)使氣泡的膜壁增厚而增加其彈性，使泡沫不易消除，一般控制在0.５％～１％為好。
8）快干劑主要用于加快水墨的干燥速度，用量為０～３０％。
9）防沉降劑能使油墨中的顏料粒子懸浮分散均勻而不易集結(jié)沉降，避免產(chǎn)生浮色現(xiàn)象。
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)都在努力開發(fā)和使用水性油墨，以逐步取代溶劑型油墨。以水性油墨印刷為主要發(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、多套色印刷發(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)越多的使用水性油墨，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)正得到不斷提高。
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