uv油墨与水性油墨性能比较

UV油墨与水性油墨性能比较

（西安理工大学印刷包装工程学院郝林3110311024）

摘要：UV油墨干燥速度快、生产效率高、低温固化能耗低、固化膜光泽度高、耐抗性好无、溶剂挥发有、利于环保而、且UV油墨印品范围比较宽，可用于薄膜、塑料、金属、纸张等上面；水性油墨安全、无毒无害、不燃不爆，几乎无挥发性有机气体产生。本文阐述了UV油墨和水性油墨的性能及研究现状，指出了现阶段UV油墨和水性油墨在应用上存在的问题。

关键词：UV油墨水性油墨性能应用

一.引言

据2011年统计，我国包装印刷油墨工业已具备了相当的规模，生产企业超过 300 家，其中具有一定规模，并具有研发能力的生产企业约 30 多家。我国包装油墨年产量约为 20 多万吨，约占世界总产量的 5%-- 6% , 世界排名第四位。从总体上讲，我国包装印刷油墨可基本上满足国内包装印刷业的需求，但与国外先进水平相比，还存在着一定的差距。例如在我国塑料凹印油墨中，苯类溶剂型油墨占有很大比重，而欧美等发达国家则明确规定禁止在食品包装印刷中使用苯类溶剂。

近几年来，食品的质量安全问题受到社会各界及政府有关部门的高度重视。食品质量安全除了食品本身外，食品包装材料和印刷油墨都十分关键。作为包装印刷的油墨，直接影响着食品质量安全，也影响着工人的身体健康和环境保护。当前，无论国内国外都异口同声地提出要研发环保型安全卫生的油墨；要研发节能、低耗、减排、无毒、无污染、易降解的无公害的包装印刷油墨。

许多专家都提出要求改善油墨的环保性、卫生性和安全性建议，在油墨行业标准中增强重金属的控制指标。新的油墨国家标准即将出台，其中将对苯溶剂残留及重金属含量进行严格的规定和控制。这类标准的出台将使国内的包装印刷油墨在今后的产品研发上必须同安全性、卫生性联系在一起。

就其溶剂体系来说应朝无苯、醇溶和水性方向发展；就其连接料技术来说应朝醇溶、水性聚合物体系方向发展。环保油墨,主要改变油墨成分,即采用环保型材料配制新型油墨。目前,环保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。

其中对UV油墨和水性油墨的研究比较广泛。UV油墨是目前发展速度很快的一种油墨，它具有干燥速度快，生产效率高，低温固化能耗低，固化膜光泽度高，耐抗性好，无溶剂挥发，有利于环保等优点，而且UV油墨印品范围比较宽，可用于薄膜、塑料、金属、纸张等上面。UV油墨迅速干燥固化并且适用范围宽的特点使其在印刷工业中得到越来越广泛的应用，成为油墨的发展方向。水性油墨因其优良的环保性能，可以解决当前包装与印刷行业所存在的排放与污染问题，受到了越来越多的关注，成为了今后研究的主要对象，同时，它的使用也必将替代传统的溶剂型油墨。我国已明确将水性油墨及其相关原材料列为了今后发展研究的重点和油墨行业发展的主要方向。

二.UV油墨和水性油墨的研究现状

1.UV油墨的研究

印刷油墨由颜料、连结料和各种助剂组成。颜料在油墨中主要起显色的作用, 其分散性、着色力、遮盖力、吸油性、视比容等直接影响油墨的性能。连结料作为分散介质, 是颜料粒子的载体, 起着润湿、分散颜料粒子和油墨成膜的作用, 决定着油墨的流变性、干燥性、耐抗性及墨膜的光泽度等。助剂也称添加剂, 是油墨的辅助成分, 其作用是调整油墨的印刷适性。UV 油墨同样由上述三种主要成分组成, 但其连结料由具有光化学性质的低聚物树脂 (也称为预聚物) 和活性稀释单体组成, 为了使体系能够发生光化学反应, 通常需要添加适当的光引发剂以诱导发生光化学反应。UV油墨的主要组成有光聚合活性预聚物活性助剂、光敏溶剂和光聚合引发剂。（1）预聚物的研究

UV 胶印油墨在 UV 辐射下，光引发剂受激变为自由基或阳离子，引发体系中含有不饱和双键的预聚物及活性单体发生化学反应，形成交联结构而固化。预聚物是 UV 胶印油墨的重要组分之一，决定着油墨的固化速度、印刷适性及固化后的墨膜性能。预聚物结构决定了体系的光固化机理，对油墨的印刷性能也有很大影响。其中魏先福等在研究预聚物对胶印UV油墨性能的影响中得到含有预聚物 6358H 的油墨样品具有较高的黏度，其触变性破解指数也较大；含有预聚物 6353-1的样张具有较高的光泽度；含有预聚物 EB3700 的样张实地密度较大，且具有较快的固化速度；将EB3700 和6353-1 混合制备的油墨样品具有较高的油墨转移率。

（2）光引发剂对UV油墨固化速率的影响

在马晓旭等人的研究中，得到：所用5种引发剂BP、1 173、907、ITX、819可分为两类，ITX、819为吸收波长较长的引发剂，BP、1173、907为吸收波长较短的引发剂。吸收波长较长的引发剂对蓝色uV油墨的引发活性较高。引发剂819和引发剂ITX都是吸收波长较长的引发剂，浓度从0．2％增加到1．2％时，固化速度均不断升高，在浓度为l％时，光固化时间均可达到1．5 s左右，但此时引发剂819比引发剂ITX的固化速度快。引发剂1173与BP进行1：3复配时，固化速度是单独使用BP时的4．9倍，复配效率比ITX与907复配，907与BP复配的效率均高。

2.水性油墨的研究

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）. 连接料的研究现状

连接料作为水性油墨的基料对油墨的使用性能和印刷效果起着决定性作用，在连接料的技术研究方面的创新，推动了油墨技术的迅速发展。被称为21 世纪绿色树脂的水性树脂因其具有低毒、不易燃、不含任何有机溶剂、无污染等优良特点而受到越来越多的关注和研究。目前，国内外对连接料的研究较多，主要有改性松香水溶性树酯、聚丙烯酸水溶性树脂及乳液型水溶性树脂。

①改性松香水溶性树脂

该树脂用于配制水性油墨的量约占70％，具有价格便宜、制作工艺简单、油墨光泽度高等优点，缺点是用于印刷后其抗水性差、印刷过程不稳定及达不到中、高档包装印刷所要求的光泽和耐水性要求。

陈学恒等用富马酸和季戊四醇对天然松香进行改性，制备了具有成本低、有较高软化温度、各种溶解性好和综合性能优良等特点的富马酸改性松香水性树脂。冯练享等利用丙烯酸对松香改性后，再与聚乙烯醇缩丁醛（PVB)水溶性,并适合于烟用水松纸。

②聚丙烯酸水溶性树脂

主要用于高档水性油墨的制备中，具有优良的成模性、耐光性、粘接性、耐腐蚀和耐候性。经过多年的研究、在改性方面取得了很大的进展。但目前存在的主要缺点是耐水性和耐沾污性差,在非吸收材料上的附着力较小,且干燥速度慢，所以对其进行改性以提高其附着力和耐水性仍是主要的研究方向。

彭学军等以偶氮二异丁腈为引发剂Ｎ、Ｎ-二甲基乙醇胺为中和剂，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸和Ｎ-羟甲基丙烯酰胺四元单体共聚制备出了适用于柔性版四色套印水性油墨的分散树脂和成膜树脂，以此作为连接料研发出了一组三原色与黑色的四色套印的水性油墨。该工艺过程简单，与目前进口的水墨产品不差上下，具有一个好的应用前景。