柔性版水性油墨的发展与应用

柔性版水性油墨的发展与应用我国水性油墨发展回顾

上世纪早在60年代，人们开始了水性油墨的研究和应用，由于环保的要求和石油原材料的紧张，一些发达国家逐渐部分禁止使用石油产品用于制造印刷油墨。于是人们开始着手研究非有机溶剂型油墨，使得水性油墨取得了较大的进步和发展，最初水性油墨主要使用糊精、虫胶、酪素、木质酸钠等物质为水性油墨的连接料，制备的水性油墨主要用于一些低档的产品印刷。

到了60年代末期，随着材料科学的发展，松香、马来酸改性树脂的合成技术成功，取代了酪素、虫胶等材料，成为水性油墨的主要材料，基本能够满足当时的印刷需要，但是这些初级产品依然存在一些弊端，如光泽差、抗水性不佳、附着力差容易起泡、存放稳定性差等弊病。后来，人们把此阶段生产的水性油墨称之为第一代产品。

到了70年代，由于石油危机，导致油墨用原材料再度十分紧张，同时各发达国家政府立法控制空气品质，限制有机挥发物（VOC）向大气中排放，对于食品、饮料、药品等卫生条件要求严格的包装印刷制品（重金属、残留容积等）进行包装。各国油墨研发人员又继续进行深入的研究，制出溶液型苯乙烯-丙烯酸共聚树脂为连接料的第二代水性油墨，该产品弥补了第一代水性油墨抗水性和存放稳定性差的弊病。但是在光泽和印刷适性方面与溶剂型油墨对比仍有差距。为此油墨研发人员在第二代水性油墨的基础上，引进丙烯酸之类单体与苯乙烯聚合，研制出一种具有核壳结构和网状结构的聚合物乳液树脂，该系列树脂大大改善了油墨的光泽和干燥性，促进了水性油墨的发展，使水性油墨与溶剂型油墨的竞争不断拓宽应用领域。水性油墨进入

了一个新的发展时期。

我国水性油墨最早是在天津油墨厂生产的，当时主要为凹版印刷服务，因当时凹版印刷油墨由苯类溶剂改进为汽油基溶剂后，虽在毒性上比苯型油墨有所降低，但易燃性并未改进。因此，就提出了对凹版印刷油墨再改进为无毒不燃的水性油墨，当时叫水凹油墨。由于该墨是以松香酸胺盐为主连接料而制作的。该连接料在水介质中存放不稳定，因此使油墨在存放中易失光、变烯、干燥性差、抗水性不良，易造成纸张收缩等弊端，使我国的凹版印刷及柔版印刷受到了限制，不得不采用价高进口的高档水性油墨，无形中增加了印刷成本，限制了我国印刷业的发展。

2003年底，武汉现代工业技术研究院研制出水性油墨系列产品，具有无毒、无刺激性气味、无腐蚀性、不易燃、不爆、使用安全性好等特点。新型油墨系列生产技术可广泛应用于金、银卡纸、铜版纸、白板纸、瓦楞纸、不干胶纸、纸箱、纸品包装袋及书刊杂志的印刷等。2004年初，上海美德精细化工有限公司最新推出了全水性低温热固油墨。该产品的甲醛含量在15ppm以下，符合日本、德国纺织印染环保要求。MD-1002全水性低温热固油墨具有极高的遮盖力，质感细腻，能过250目以上的丝网，不堵网，操作方便，油墨颜色可以自己任意调配。该油墨无气味，属于高品质环保型产品。由于过去的热固油墨必须经过高温焙烘，因此常常造成面料变色变形，而这种全水性低温热固油墨完全避免了上述现象的发生。一般对成品热处理可以像普通胶浆印花一样，120℃焙烘，1-2分钟即可。该油墨对针织物具有极好的拉伸性，水洗、干摩牢度达4级以上，在密封阴凉处保持期可达5年。它的最大优点是节约电费，从而大大降低了生产成本。该产品可广泛应用于防水尼龙布除

外的全棉、化纤等各种面料。

水性油墨的组成及特点

同一般印刷油墨组成一样，水性油墨通常也有着色剂，连结料，辅助剂等成分组成。着色剂是水性油墨的呈色物质，给油墨一特定颜色。在柔印中为使印迹色彩艳丽，其着色剂一般选用化学稳定性好，着色力高的颜料;连结料由水，树脂，胺类化合物及其他有机溶剂组成。树脂为水性油墨中最重要的成分，通常使用水溶性丙烯酸树脂，连结料成分直接影响油墨的附着功能，干燥速度，防粘脏性能等，同时也影响油墨光泽及传墨性，胺类化合物主要维持水性油墨的碱性PH值，使丙烯酸树脂提供更好的印刷效果，水或其它有机溶剂主要是溶解树脂，调节油墨的粘度及干燥速度;辅助剂主要包括有：消泡剂，阻滞剂，稳定剂，冲淡剂等几种。由于水性油墨是一种皂组合物，使用中易产生气泡，因此要加入硅油作为消泡剂，来抑制和消除气泡，同时提高油墨的传递性能。阻滞剂用于抑制水性油墨的干燥速度，防止油墨在网纹辊上干固，减少糊版。稳定剂可以调节油墨PH值，也可作稀释剂来降低油墨的粘度。冲淡剂是用来减淡水性油墨的颜色，也可作为一种亮光剂，提高水性油墨的亮度。另外水性油墨中还要加入一些蜡质来增加其耐磨性。

水性油墨在干燥之前可与水混合，一旦油墨干固后，则不再溶于水和油墨。所以使用前水性油墨须充分搅拌，保持油墨成分均匀。加墨时，墨槽中余墨如含有杂质应先行过滤掉，再配以新墨使用。印刷时切勿让油墨干固在网纹辊上，以免堵塞着墨孔。阻碍油墨的定量传输造成印刷不稳定。在印刷过程中柔性版要始终保持被油墨润湿，避免油墨干燥后堵塞印版上的文字图案。另外发现水性油墨粘稠度稍大时，不宜随便加水，以免影响油墨的稳定性，

可以加入适量的稳定剂来调节。

水性油墨性能对印刷质量的影响

1．黏度。黏度是水性油墨应用中最主要的控制指标．是阻止流体流动的一种性质。由于黏度直接影响着油墨的转移性和印刷质量，因此对油墨黏度的控制就显得非常重要。在印刷过程中．水性油墨的黏度会影响到以下这些因素：油墨在承印物上的铺展性、网点的扩大率、图像阶调层次的再现性、印刷品的色强度等等。水性油墨的黏度过低，就会使油墨在干燥前产生一个缓慢的扩展，或者由于水墨的铺展不匀而导致墨膜的不平整，造成光泽度低、色浅、网点扩大、传墨不均匀等弊病。而水性油墨的黏度过高．则油墨的转移性能会比较差，印刷时很难转移到印版上．造成印刷品色强度差，同时容易出现脏版、糊版等弊病。

2．pH值。水性油墨通常呈碱性．因为水墨是以丙烯酸碱溶性树脂作连结料的，丙烯酸树脂呈酸性本身不溶于水，只有加入氨或胺类物质并在一定的搅拌条件或者温度条件下．发生中和反应生成可溶性盐才能溶于水，因而溶解度的大小取决于pH值的大小．同时水墨是呈碱性的。pH值的大小是影响水墨稳定性和干燥性的重要因素。如果pH值太高．体系的碱性太强，则会过度地溶解体系中的碱溶性树脂，因而水墨黏度变得过低．Ep,~J时容易产生气泡，水溶性变好．但干燥速度降低．同时耐水性变差。如果pH值过低，碱性太弱，即体系中的碱溶性树脂得不到很好的溶解，导致水性油墨黏度增大，干燥速度变快，容易造成印版和网纹辊的堵塞，引起版面上脏。印刷时若要保持水墨性能的稳定。一方面要尽可能避免氨类物质的外泄．盖好油墨槽的上盖．另一方面要定时定量地向墨槽中添加水墨PH值稳定剂。当