科普常識(shí)：水性油墨的相關(guān)介紹

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，中國(guó)印刷進(jìn)入了新型環(huán)保時(shí)代，這就要求對(duì)目前的包裝印刷材料進(jìn)行改進(jìn)，而印刷用的油墨是包裝印刷材料的重要組成部分之一。而由于水性油墨并不使用溶劑，對(duì)于環(huán)保沒有益處，因此它的研究和應(yīng)用開始越來越受到人們的重視。今天，中國(guó)紙業(yè)網(wǎng)的編輯將從水性油墨開始，詳細(xì)介紹一下水性油墨。

1.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)過程組合而成的油墨，簡(jiǎn)稱水墨。

1）水性高分子樹脂

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，對(duì)油墨的粘度、附著力、光澤、干燥及印刷適應(yīng)性都有很大的影響。在國(guó)內(nèi)，常采用松香改性馬來酸樹脂作連接料來制作油墨，但此種油墨僅能用于印刷一般紙箱，滿足不了中、高檔包裝印刷所要求的光澤和耐水性的要求。氨基甲酸乙酯樹脂的穩(wěn)定性較好，但印刷適應(yīng)性和可溶性略差一些。其他還有用苯乙烯改性馬來酸樹脂、水性氨基樹脂以及聚乙烯醇和羧甲基纖維素等，這些高分子樹脂一般均含有羧基、羥基和胺基等親水基團(tuán)，經(jīng)過特定的工藝處理，成為完全溶于水的樹脂，可以作為水性油墨的連接料。

2）顏料

顏料賦予油墨顏色特征，滿足了印刷對(duì)色彩的要求。一般的有機(jī)顏料和無機(jī)顏料都可用于水性油墨。由于水性油墨的樹脂大多為堿溶性，所以選用顏料時(shí)，須使用能耐堿性的顏料。水墨中顏料的分布密度較溶劑型油墨要大得多，而水的表面張力及極性都與溶劑差別大，使得顏料分散較為困難，直接影響到油墨的穩(wěn)定性、粘度和pH值。采用添加表面活性劑可增加樹脂和水的親和力及顏料與水溶性連接料的親和力，從而解決油墨的穩(wěn)定性問題。在印刷過程中選用顏料時(shí)，應(yīng)選擇國(guó)產(chǎn)顏料中色澤艷亮、粘度低、體系穩(wěn)定的高級(jí)顏料來制作水性油墨。

3）助劑

為提高水性油墨的各項(xiàng)性能需添加各種助劑，而水性油墨所用助劑較溶劑型油墨更為重要。通過科學(xué)使用這些助劑來改善水性油墨的弱點(diǎn)，可提高水性油墨的穩(wěn)定性能。常用的水性油墨助劑有以下幾種：

①消泡劑：用來抑制和消除氣泡的產(chǎn)生，用量一般為1%～2%.一般來說，當(dāng)水性油墨的黏度過高、pH值過低，或者當(dāng)印刷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較快時(shí)就容易產(chǎn)生氣泡，如果產(chǎn)生的氣泡量比較大就會(huì)出現(xiàn)漏白、墨色不均勻，勢(shì)必會(huì)影響到印刷品的質(zhì)量。

②pH值穩(wěn)定劑：主要是用來調(diào)節(jié)和控制水性油墨的pH值，使其穩(wěn)定在8.0～9.5范圍之內(nèi)。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。一般來說，在印刷過程中每隔一定時(shí)間就應(yīng)該加入適量的pH值穩(wěn)定劑，使水性油墨保持良好的印刷狀態(tài)。一般使用氨水或乙醇胺等助劑。

③慢干劑：可以抑制和減緩水性油墨的干燥速度，防止油墨在印版或者網(wǎng)紋輥上發(fā)生干燥，減少堵版和糊版等印刷故障的發(fā)生率。一般應(yīng)控制在總墨量的1%～2%之間，如果加入量過多，油墨干燥不徹底，印刷品就會(huì)粘臟或者產(chǎn)生異味。

2.水性油墨的干燥

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。水性油墨的干燥分為初期干燥和徹底干燥兩個(gè)階段。初期干燥階段是指水性油墨由液態(tài)變?yōu)榘牍虘B(tài)，不能再流動(dòng)轉(zhuǎn)移，用初干性來表示；徹底干燥階段是指半固性水性油墨中的連接料發(fā)生反應(yīng)完全干燥成膜，用徹干性表示。根據(jù)印刷基材的不同，水性油墨的干燥方式可分為揮發(fā)干燥和滲透干燥。

①揮發(fā)干燥：用于承印物為非吸收性材料。水性油墨中含有容易揮發(fā)的溶劑，印到承

印物表面后，溶劑揮發(fā)，水性油墨中剩余的樹脂同顏料一起形成固體墨膜固著在承印物表面。

②滲透干燥：用于承印物為吸收性材料，它主要是依靠承印物對(duì)水性油墨的滲透吸收而固著干燥的。當(dāng)水性油墨與承印物接觸時(shí)，一部分連接料滲入承印物內(nèi)部，而顏料留在承印物表面，完成干燥過程。

3.水性油墨的特點(diǎn)

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），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)，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

①不污染大氣環(huán)境。VOC（揮發(fā)性有機(jī)氣體）被公認(rèn)為當(dāng)今全球大氣污染的主要污染源之一，溶劑型油墨會(huì)散發(fā)出大量的低濃度VOC，由于水性油墨用水作為載體，因此幾乎不會(huì)向大氣中散發(fā)VOC.

②保障了操作人員的人身安全。溶劑型油墨在生產(chǎn)和印刷過程中都有很大的危險(xiǎn)性，因?yàn)槠涫且兹家妆�液體，有機(jī)溶劑容易揮發(fā)會(huì)在空氣中形成爆炸性混合氣體，由于水性油墨用水作為載體，因此保障了操作環(huán)境的安全性。

③減少了印品表面殘留毒物。溶劑油墨含有機(jī)溶劑，使印品表面殘留有大量毒物，由于水性油墨用水作為載體，不含有機(jī)溶劑，使得印品表面殘留的有毒物質(zhì)大大減少。

④經(jīng)濟(jì)性。水性油墨相對(duì)于溶劑型油墨來說，它的涂布量減少了10%左右。印刷時(shí)需要經(jīng)常清洗印刷版，水性油墨印刷清洗的介質(zhì)主要是水，不像溶劑型油墨印刷清洗需要大量的有機(jī)溶劑。因此從能源消耗的角度看，水性油墨更加經(jīng)濟(jì)。

4.水性油墨的應(yīng)用

目前，水性油墨主要應(yīng)用在柔版印刷、凹版印刷和絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域。

1）柔版印刷領(lǐng)域

柔版印刷產(chǎn)品大多數(shù)是包裝產(chǎn)品，其中食品包裝、煙酒包裝、兒童玩具等衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷品占相當(dāng)大的比例。因此，水性油墨成為最佳的選擇之一。在美國(guó)，95%的柔版印刷產(chǎn)品采用水性油墨；在日本，70%的柔性版用于瓦楞紙板的印刷，其中95%使用水性油墨；在我國(guó)，水性油墨應(yīng)用于柔版印刷發(fā)展很快，水性油墨在柔印機(jī)中占的比例在逐漸上升。

 2）凹版印刷領(lǐng)域

水性凹版油墨應(yīng)用于包裝紙、紙盒等紙的印刷已經(jīng)很廣泛，這是由于紙制品蒸發(fā)干燥和吸收干燥較好的緣故。水性凹版油墨應(yīng)用于塑料薄膜印刷國(guó)內(nèi)尚處于起步階段，這主要是由于水性油墨在凹版印刷中其附著力、印刷速度和光澤等方面還不能完全達(dá)到溶劑型油墨性能的緣故，而WE型凹版水性油墨使塑料薄膜凹版印刷領(lǐng)域中有了新的完全可以達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

3）絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在網(wǎng)版印刷中，國(guó)外水性油墨的使用已占50%以上，國(guó)內(nèi)水性油墨的應(yīng)用也呈逐年上升趨勢(shì)。目前，已大量使用水性網(wǎng)印油墨的國(guó)家有瑞典、德國(guó)和美國(guó)。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)及普及速度卻比較緩慢。值得欣慰的是，我國(guó)在網(wǎng)印水性油墨研發(fā)方面已引起人們的關(guān)注，經(jīng)過幾年的努力已取得一些成績(jī)。

5.結(jié)語

近年來，隨著環(huán)保要求的不斷提高，在包裝印刷和商業(yè)印刷等方面已逐漸增加了許多衛(wèi)生、環(huán)保方面的要求和制約條件。在這種大趨勢(shì)下，努力開發(fā)無公害污染的“綠色”印刷材料水性油墨，將會(huì)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前我國(guó)水性油墨的研發(fā)和生產(chǎn)剛處于起步階段，我國(guó)的廠商只能生產(chǎn)一些低檔的水性油墨，高檔的水性油墨基本上靠進(jìn)口。因此，無論是開發(fā)商還是生產(chǎn)商都是大有作為的，水性油墨的研發(fā)和生產(chǎn)都隱藏了巨大的商機(jī)。