水性凹印技术开创绿色印刷科技新时代

2017-04-20陈春霞

科技创新导报 2016年36期

摘要：在倡导绿色环保的新时代，环保水性油墨是推进绿色印刷技术发展的关键。该文通过分析塑料软包装凹印油墨的应用及环保现状，介绍了软包装水性凹印油墨的意义、特点、原理，同时，从目前凹印企业环保水性油墨的使用现状出发对制约水性凹印油墨发展的因素及解决措施提出自己的看法和建议。

关键词：软包装水性凹印技术绿色印刷

中图分类号：TS805 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（c）-0086-02

印刷业是我国文化产业的重要组成部分，是推动经济发展、社会文明进步和服务民主需求的重要力量之一。在国家全面实现小康社会“十三五”时期决胜阶段，以及印刷业实现转变发展方式、建成印刷强国的关键5年，印刷业的发展应紧紧抓住“绿色促转型升级、绿色促生态建设”这个核心，认真贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”的5大发展理念，坚定“绿色化、数字化、智能化、融合化”发展方向，实现传统印刷产业向绿色印刷的逐步转变。

对于包装印刷来讲，造成环境污染的症结所在很大程度上并非是承印材料，而是油墨。油墨无论在生产还是印刷车间实际使用的过程中都会发生像油漆一样的污染问题和VOCs排放问题。因此，环保油墨的研发及推广就成为了未来绿色印刷发展道路上要解决的主要问题。

1 水性环保凹印技术发展势在必行

1.1 大众绿色环保理念的需求

纵观包装印刷领域，由于胶印采用的油墨其大多采用氧化结膜和UV固化的干燥方式，干燥时间短，油墨的溶剂不会向空气和环境中逸散，柔版印刷已广泛采用无毒无害的水性油墨，而凹版印刷的绝大部分油墨还依然采用溶剂挥发为主的干燥方式，有机溶剂一旦挥发到空气和环境中，将对人体的健康和安全造成很大影响，且极易引起爆燃。国内水性凹印油墨使用率极低，离世界欧美发达国家的80%份额还有很大的差距。由此可见，当下要推动传统印刷方式向绿色印刷的转变，当务之急就是要研发用于塑料等软包装印刷的环保水性凹印油墨。

1.2 国家政府政策层面的引导和推动

国家新闻出版总署与环境保护部2011年10月8日共同印发了《关于实施绿色印刷的公告》。公告规定每年11月的第一周为“绿色印刷宣传周”。2016年11月是全国绿色印刷的第6个宣传周，绿色印刷推进会暨北京绿色印刷产业促进交流会于2016年11月2～3日在北京召开。围绕绿色印刷产业链的各个环节，从原辅材料的绿色化、生产过程当中的节能减排到末端治理，通过综合展示、科学研讨、面对面交流、搭建商贸平台，系统性展现绿色印刷和清洁生产的方方面面，从政府层面，拓宽企业绿色印刷的理念，提高企業实施绿色印刷的水平。

1.3 柔印软包装水性油墨的冲击

由于凹印油墨印刷色彩鲜艳、层次再现性好等优点，被软包装印刷企业广泛采用，成为了软包装印刷的主导印刷方式。但由于水性柔性版印刷油墨的广泛使用，极大地改善了一直困扰凹印塑料软包装表面溶剂残留和挥发的问题，尤其是在PP、PE、POF等一些不耐高温烘干的热收缩性塑料软包装印刷中得到了推广使用。

纵观目前凹印企业的环保凹印水性油墨的使用，绝大部分还局限于烟包等纸质包装或复合材料包装上的应用，但对于占50%左右的塑料软包装领域的水性凹印油墨的研发和使用却少之又少，效果也不尽如人意。如果，凹印水性环保油墨的研发还不奋起直追，可想而知，未来凹印在软包装的市场份额还会大幅度下降。

1.4 凹印环保行业标准的要求

2014年9月颁布的《环境标志产品技术要求印刷第三部分：凹版印刷》中仅凹印印刷过程中所用的水性油墨这一项要求就占到所有原辅材料的25%，可见，行业标准中对凹印产品的环保油墨的重视程度了。

2 水性凹印油墨的特点及应用

2.1 水性凹印油墨特点

水性凹印油墨是由水溶性树脂、有机颜料、表面活性剂及相关添加剂反复研磨加工而成。凹印油墨，是以水作为溶剂，因此具有无毒无害，不挥发、几乎不排放VOCs，不易爆燃等诸多优点，是未来溶剂型凹印油墨理想的替代品。

但由于其以水为溶剂，势必会产生一系列因水引起的问题。为了能够改善这些问题，水性凹印油墨制造过程中，要添加多种类型的辅助剂，从而形成了成分复杂的油墨体系。成分主要包括：

（1）表面活性剂。水的表面张力比有机溶剂要高，因此间接增加了水性油墨的表面张力，从而降低了油墨对印版滚筒表面的润湿性，因此，为了降低水的表面张力，需要在水性凹印油墨中添加一定量的表面活性剂。

（2）pH稳定剂。pH值对油墨的流动性和干燥性能影响很大，实践证明，偏碱性易造成油墨流动性下降，干燥速度加快，反之，偏酸性易造成干燥速度减慢，印品颜色变浅，甚至产生气泡。因此，水性凹印油墨的pH值必须达到理想状态，约为8.5。印刷厂采用的pH稳定剂通常有氨水和乙醇胺等。

（3）快干剂、慢干剂。当水性凹印油墨干燥速度出现太快或太慢的情况下，通常可以加入快干剂或慢干剂来调节干燥速度。常采用的快干剂、慢干剂有乙醇和丙二醇甲醚。

2.2 水性凹印油墨应用

据报道，2013年北京印刷学院成功研制了一种纯水性凹印油墨。该油墨实现了真正意义上的无挥发性有机溶剂，绿色环保，填补了我国在水性塑料和水松纸凹印油墨的空白，大大提高了我国塑料包装印刷品的安全度。目前该技术落户北京房山新材料园区，实现年产量3 000 t的标准，未来年产值还可增加到1.5亿元，逐步实现产业化。相信有了这项技术的引领，塑料软包装水性凹印油墨在全国的产业化也不是遥不可及的事情。

3 软包装水性凹印存在问题及应用建议

3.1 存在问题

（1）干燥不良。水性油墨通常要比溶剂型油墨干燥慢，如果干燥不充分，极易造成背面蹭脏或粘辊现象。

（2）稳定性差。由于颜料较难在水性树脂中分散，易沉淀，加之多种助剂的添加，导致水性凹印油墨的稳定性变差。

（3）薄膜附着性不良。塑料薄膜通常都是非吸收性材料，以水为主要溶剂的水性油墨很难在薄膜表面渗透并附着，附着后耐摩擦性能也大打折扣。

3.2 应用建议

有人认为附着力问题与印刷机结构有关，其实不然，因为水性油墨能否在塑料薄膜上附着，关键在于连结料与薄膜的融合。因此，应按溶剂的溶解性特点来选用连结料，国内外普遍选用水性丙烯酸或水性聚氨酯作为溶剂，同时可以通过改性适应各种薄膜的不同需求。

针对水性凹印油墨干燥不良的问题，可提高凹印机干燥装置的温度10 ℃～20 ℃，加大风量，还可以延长干燥路线，但从节能减排，降低功耗的角度考虑，显然延长干燥路线的方法更符合目前印刷生产的实际需求，但应注意严格控制温度及张力，保证套印精度。

4 结语

综上所述，塑料软包装水性凹印油墨是当下及未来我国印刷产业绿色转型的一项关键任务，它的成功推广势必是一件利在千秋的大事，我们传统印刷企业和油墨研发企业应抓住这一机会，努力协同开创绿色印刷科技新时代。

参考文献

[1] 陈春霞，刘蓓，魏风军.POF热收缩膜软包装柔印技术探析[J].今日印刷，2016（1）：30-32.