绿色油墨.doc

为控制污染，一些国家己经通过并实施了诸如劳动卫生法、有机溶刊排放法等一系列法律法规。这些法律法规决定了印刷生产工艺和油墨的研究与发展方向。所以，实现绿色印刷，减少环境的污染，开发环保型油墨是一项艰巨的仟务。法律法规也促使人们倾向于使习环保型油墨。欧洲、美国及日本等发达国家和地又的环保法中增加了与油墨印刷有关的条文，对油墨等挥发性和芳烃含量重金属含量有明确的规定，不符合规定标准的严禁使用。国外对油墨中有害物贡的强制标准如表1、表2所示。 但是，这些法律法规目前只在欧美、日本等发达国家和地区使用。但是，随着人们日益高涨的环保意识，相同的法律、法规在各个国家的推行只是时间问题。 目前国外环保油墨己经得到广泛的开发和应用，各种有利于环境保护的油墨层出不穷。环保油墨正斩渐地取代传统油墨，并且己经逐渐占据主动。在欧洲，由于相关环保政策的提出，环保油墨受到极大重视，欧洲各大油墨产商油墨产量都有大幅度提高。 虽然经过多年的努力，国内印刷业无论是工艺水平还是新材料的使用，都得到了空前的发展，但是高能耗、高污染的问题依然存在。 第一章作为引言部分，主要介绍了研究的背景，目的和意义，以及对研究现状的总结;第二章主要对影响喷墨印刷质量的因素进行了分析;第三章选取墨点质量作为评价纸张喷墨印刷质量的因素，论述了评价分析纸张喷墨印刷质量的理论依据和方法;第四章详细介绍了利用灰关联分析法进行的优势因素分析。最后一章总结了论文的具体工作和得出的结论。 如同其他液体油墨(如溶剂型油墨一样，水性油墨主要由色料、连接料、溶解载体、助剂等组成，其主要成分和含量如下:色料(颜料或染料):12%-40%;连接料(树脂):20%28%;溶解载体(水和少量醇）:33%50%;助剂(消泡剂等):3%4%;碱(胺或氮）:4%60%。 1.色料 能够赋予油墨一定的颜色，它选择性地吸收进而散射出一定波长的光波，从而呈现特定的颜色。通常水性油墨中使用的色料是耐碱性强的颜料或染料，在水中有较好的分散性。 2.连接料作用是分散色料，与承印物产生粘附作用形成牢固的印迹，在油墨干燥成膜后形成一定的光泽度。膜后形成一定的光泽度。通常要求连接料在油墨成品时可以被水溶解，而在印刷干燥后变成不溶于水的物质。 3.溶解载体水性油墨以水和少量醇( 50）作为溶解载体，主要作用是溶解连接料、色料，调节粘度，调节干燥速度和促进承印物表而的润湿性等。少量醇的作用是加快油墨的干燥速度，降低油墨表面张力，防止起泡等。通常使用乙醇或异丙醇。 4.助剂主要包括:消泡剂、活性剂、粘附促进剂、润湿剂、杀菌剂等。 5.碱 碱性物质是为了促进树脂连接料溶解于水，调节水性油墨PH值，通常都采用有机胺或氨水。 根据水性油墨的特点，水性油墨主要用于鞋、手袋、印花、潜水衣、泳衣、运动器材、水性PU发泡、玩具工艺品、纸品包装等。适用底材:PVC. PU. EVA. ABS.布料、金属、玻璃、纸张等。 从印刷方式上看，水性油墨主要应用领域是柔性版印刷、凹版印刷和网版印刷。 1.在柔性版印刷的应用 柔印产品大多数是包装产品，其中食品包装、烟酒包装、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装品占相当大的比例。因此，人们对“绿色”印刷材料要求十分的迫切，从而水性油墨首当其冲的成为最佳的选择之一。在全世界掀起的“绿色革命”浪潮的冲击下，柔性版印刷发展速度很快，主要原因是柔性版印刷绝大多数都采用水性油墨，具有良好的环保性能，符合现代绿色包装印刷的发展趋势。在美国95%的柔印产品是采用水性油墨，在口本， 70%柔性版用于瓦楞纸板的印刷。在我国，柔印占的比例与日俱增，国内现有窄幅柔性版印刷生产线近200条年需水性油墨10多万吨。 2.在凹版即刷阴办丫用 水性凹版印刷油墨于20世纪70年代广泛应用于包装纸、厚纸板纸盒的印刷中，由于纸印刷中蒸发干燥与吸收干燥较好，因此水性油墨的干燥问题能较好解决，普及得也早，在美国有80%的凹版印刷品采用水性油墨。但从整体上看，水性凹版印刷油墨迟迟得不到进一步普及的一个重要原因，是凹版印刷速度和印刷质量与凹版印刷干燥性能之间的矛盾没有得到很好解决。 目前己经大量使用水性网印油墨的国家有瑞典、德国和美国。自20世纪80年代以来，国际上己开发出织物、纸、PVC、 PS、铝箔及金属上网印的有光和无光水性油墨。目前重点是加强对溶剂墨印刷过程中排放物的处理，通常的做法是使用“焚化炉”吸收和焚化VOC，其他更具创造性的是应用以VOC为食物的微生物或细菌处理体系。 随着包装印刷市场的不断扩大，作为重要包装材料的塑料薄膜，在包装印刷中应用也更加广泛，从而使塑料印刷成为包装印刷中的一个主要内容。在塑料薄膜印刷中，一般都使用水基油墨，但近年来，由于UV油墨的一些优点使其在塑料薄膜印刷中的应用也在不断增长。鉴于塑料薄膜本身的一些特性和UV油墨的特点和印刷适性，因此，在塑料薄膜UV油墨印刷要充分了解UV油墨和塑料的特性，才能保证和稳定印刷品质量。 UV油墨(即紫外线干燥固化油墨)，是指在一定波长的紫外光线照射下，油墨中的光聚合引发剂吸收一定波长的光子后转为游离态分子的自由基，通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感光性单体变为激发态，产生电荷转移络合体，结合体间不断交联聚合，使液态油墨瞬间转变成固态，从而完成干燥固化的油墨。 UV油墨主要成分为: （1)单分子化合物(反应性稀释剂)。这是一种简单的分子量较小的化合物，它可降低粘度，起分散作用，能分散颜料，溶解树脂、决定油墨的固化速度和附着力，并参与UV树脂的固化交联反应。 （2)添加剂。它包括颜料、润滑剂、增厚剂、填充剂、促固剂等。它影响到油墨的光泽度、粘度、柔软性、颜色、膜层厚度、固化速度、印刷适性等性质。 （3)光固树脂。它是UV油墨的连接料，决定UV油墨的固化速度、光泽、附着力、耐摩擦性等性质，不同的油墨有不同种类的混合树脂。 （4)光聚合引发剂。光聚合引发剂是一种易受光激发的化合物，在吸收光照后激发成为自由基，能量转移给感光性分子或光交联剂，使UV墨发生光固化反应。 与普通油墨相比，UV油墨主要有以下优点: （1)干燥快速，性能优良。UV油墨在UV光照射下，只需1/10秒到几秒即可彻底干燥固化，速度很快。在联机印刷的传递中即可干燥，保证印后可随即进行后加工，有利于后加工工序的进行，节省成品周期。此外，由于UV油墨只有在紫外线光的照射下才会干燥，油墨在印刷过程甚至在墨斗中长期存放，其性能也能保持稳定，也不会出现在墨辊上结皮的现象。 （2)节省能源，符合环保。比除自然蒸发干燥油墨外的任何油墨，更节省能源，较少浪费。UV油墨的另一个重要的特点是油墨固化后固含量接近100%，几乎不含VOC，即固化过程中会或很少放射出挥发性的有机化合物，不会造成危害性较强的环境污染，使印刷环境空气较清新，气味小，有利于环保和职工身体健康，对环境无污染，符合环保和绿色印刷的要求，是属于一种环保型的油墨。此外，油墨闪点高(100以上)，不易燃烧，节省热能，使用安全。 (3)设备占地面积小。与热干燥相比，干燥装置的占用面积少。印刷可流水作业，节省人力，经济实惠。 (4)干膜厚度相同的情况下，印刷面积大。此外，印刷品颜色稳定性好，光亮度高。 (5)油墨颗粒小，可印精细图纹。UV油墨能够提供鲜艳、光亮的色彩，保证印刷品光泽好，色彩鲜艳;由于印品墨层结实、快干及交联，这样的墨层具有较高的耐摩擦性能和耐化学性能。因此UV油墨可用于需要耐磨的外包装印刷。 (6)印刷适应性强，承印范围广。UV油墨能满足于多种承印物的需要，范围非常广泛，如纸张印刷、塑料印刷、卷尺印刷、印刷电路板、铬版印刷、电子零件印刷、金属表面印刷、铝箔面印刷等。在印刷方式上，UV油墨可适用于凸(柔)版、凹版、网版、胶版等多种印刷方式。此外，油墨的种类较多，如UV磨砂、UV冰花、UV宝石、UV皱纹、UV光固色墨、UV上光油等多种特种包装油墨。 目前在我国，UV油墨已广泛应用于胶印、柔印、凹印、网印和喷墨印刷中。1. UV油墨在胶印中的应用胶印UV印刷其实就是在胶印印刷设备上使用UV胶印油墨再配合UV光源而成。UV油墨内有活性单体稀释剂和光引发剂这就要求胶印版、胶辊和橡皮布必须耐活性单体的浸透和光引发剂的损伤。更重要的是UV油墨是靠紫外光固化干燥所以一定要在胶印机UV油墨或光油的机组单元上安装UV灯。UV油墨对印版、胶辊、橡皮布和UV光源都有一定的要求。2. UV油墨在柔印中的应用近几年来UV柔印市场以一个稳定的速度持续发展。窄幅卷筒印刷的发展表现得更为明显，中型或宽型卷筒印刷技术也在不断地进步。柔版和金属网纹辊相关的技术也有很大改进。对UV汞灯的固化技术也进行了较深入的研究。3. UV油墨在网印中的应用UV油墨在网印中的应用范围很广泛。国内已能生产UV网印局部上光油、多种UV网印装饰性油墨、UV玻璃油墨、UV金属油墨、UV塑料油墨等网印UV油墨。4. UV油墨在凹印中的应用一般UV凹印油墨国内也已生产，如型号为UV-1500， UV-1501的UV凹印油墨有很快的光固速度，较低的粘度对处理的PP/PE、 PET、PVC、铝箔等有良好的润湿性和附着牢度。5. UV油墨在数字喷墨印刷上的应用 英国XAAR公司的压电按需喷墨技术和紫外光固油墨的印刷机是第一台可在圆柱形物体上进行印刷的数字喷墨印刷机它可以在饮料易拉罐这类物体上直接喷墨印刷。对短版活有它的优越性使这种喷墨印刷机可以为用户提供个性化服务。 UV油墨是在光固化涂料的基础上发展起来的，目前UV固化油墨在印刷包装工业和电子工业中获得广泛的应用。在以后的发展中，有朝着以下几个方向的趋势：1、开发低刺激性的活性单体：目前应用中的一些活性稀释剂，对人体的刺激性较大，对生产和使用油墨的人体均可能造成过敏或灼伤。在此前提下，SARTOMER、UCB、ISP等公司已经开发了针对性的烷氧基化改性丙烯酸酮类活性单体、乙烯基醚单体等。如：乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯。丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙院三丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯、三乙二醉二乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、碳酸丙基丙烯基醚、十二烷基乙烯基醚等。这些单体对皮肤的刺激性程度已经降至极低的值。2、使用新的光引发剂：在UV固化固化体系中,光引发剂在光固化过程中往往不是完全耗尽的，未光解部分常会迁移到涂层的表面，使涂层泛黄、老化，影响产品的质量；另一方面一些光引发剂和体系不能相容或相容性不好，使其应用受到限制。为解决这些问题，光引发剂的高分子化引起人们的重视。相对于小分子质量的引发剂，高分子化的光引发剂具有以下优点：(1)在聚合物链中能量迁移和分子间反应变得更加容易，而使高分子光引发剂具有更高的光活性；(2)通过与非活性基团共聚,调节并设计光敏基团间的距离，或改变光活性基团与主链间的距离，从而获得具有不同反应活性的光引发剂；(3)可以在同一高分子链引入不同的光活性基团，利用它们的协同作用来提高光敏性能；(4)光敏基团的高分子化，限制了光敏基团的迁移，从而防止了涂层的黄变及老化；(5)由于大多数光解碎片仍连接在高分子基体上，因此可以降低体系的气味和毒性16。3.水性紫外光固化油墨水性紫外光固化体系是目前紫外光固化领域的一个新研究方向。它除具有紫外光固化体系对环境污染性低等特点外，安全性提高，而且体系粘度小，流变性好，对氧阻聚有一定缓解作用。水性紫外光固化体系齐聚物制备较复杂，目前主要通过将齐聚物单体进行机械分散或乳化，也可引入水溶性基团的方法来制备。其应用还局限于易挥发场所或吸水性基材表面，这正是油墨主要应用场合，因此水性紫外光固化油墨从发展看是有生命力的。4.开发阳离子及阳离子自由基紫外光光固化体系阳离子光固化体系较自由基光固化体系，具有不受氧阻聚影响，表面固化性好，对人体皮肤刺激性小，固化后墨层内应力小体积收缩小柔韧性和附着性好等优点已成为目前研究开发的热门课题。但该体系的缺欠是可用的光敏树脂和活性稀释剂品种较少，易受环境湿度和碱性影响等。阳离子光固化虽然具有快速、无氧阻聚、与基材附着力好等优点，但由于可以使用的原材料较少，阳离子光固体系只占整个光固体系的6。 大豆油油墨是一种将油墨中的一部分石油系溶剂改用大豆油，而油墨中的颜料和树脂成分无异于一般印刷油墨的环保型油墨。 大豆油墨并非是采用100%大豆油制成的油墨，从组成成分上看，大豆油墨与普通油墨的主要成分大致相同，也是由颜料、连接料、矿物油和助剂等组成 由于不同的印刷方式和承印物需要配合使用不同配方的大豆油墨，因此大豆油墨也研发出了多种配方，大豆油墨的主要种类有以下几种：1：单张纸油墨：这种油墨含有树脂成份较多，而植物油至少为20%。2：热固型油墨：含油份较低，至少7%。3：报纸油墨：采用卷筒印刷的报纸印刷，系属吸收反应作用而使油墨中的油份被纸张吸收而留印颜色在纸张表面而完成印刷。这种报纸油墨的油份(大豆油份)较高，而通常黑色油墨的含油份至少40%，彩色油墨则至少30%。4：商用表格印刷油墨：含油份至少20%。5：冷固型油墨：含油份至少30%。6：凸版油墨：此系水基质或溶剂基质的油墨，并不含大豆油等植物油分，却含有植物蛋白(如大豆蛋白)，可使颜料附着在纸张上，以完成印刷。通常蛋白质含量为I5%20%。大豆油油墨除了用于报纸印刷以外，通过调整配方，大豆油油墨可替代其它专用印刷油墨，如单页油墨(Sheep- fed ink)、热固型油墨(H eat -set ink)、冷固型油墨(Cold- set ink),