浅析水性UV油墨.pdf

广东印刷2 0 0 7 6 技术专栏 印刷材料 一 什么叫水性U V油墨 水性UV油墨主要是由预聚物 水 基光固化树脂 光引发剂 颜料 胺 类物质 水 助溶剂和其它添加剂等配 制而成的一种新型环保油墨 主要应用 于食品 药品 饮料 烟酒及与人体接 触的日用品包装印刷等方面 水性UV油墨和普通的UV油墨最 大的区别在于用水作为溶剂 而不再使 用单体稀释剂 这从根本上解决了使用 单体稀释剂时与人体接触产生的刺激作 用 在环保上有了更大的优势 水基光 固化树脂是水性UV油墨的主要组成成 分 它在油墨中起着连接料的作用 它 使颜料可以均匀分散 使油墨具有一定 的流动性 并提供与承印物材料的黏附 力 使 油 墨 能 够 在 承 印 物 上 很 好 地 附 着 并表现出耐磨 耐水 墨层厚度均 匀等性质 光引发剂在水性UV油墨中 起着重要的作用 它影响着油墨的干燥 速度 适量的光引发剂可以加快油墨的 固化速度并获得良好的油墨性质 但当 复合光引发剂量增加到一定值时 再增 加 其 含 量 由 于 光 引 发 剂 大 量 吸 收 能 量 油墨固化速度反而会下降 因此在 印刷中必须适量使用 颜料以微粒状态 均匀地分布在连结料中 从而决定着油 墨的色相 颜料颗粒通过吸收或反射光 线呈现一定的颜色 一般要求颜料具有 鲜艳的色泽 适合的着色力和遮盖力 以及较高的分散度 助溶剂是为了提高 聚合物的水溶性 常用的有低级醇或醇 醚类等溶剂 水性UV油墨是目前UV油墨领域 近 期 出 现 的 一 个 新 方 向 普 通UV油 墨 为了解决预聚物黏度过大的问题 为了使预聚物具有一定的流动性 必须 要加入活性稀释剂来稀释 而目前使用 的稀释剂一般为丙烯酸酯类化合物 它 对油墨的使用者和接触者有不同程度的 刺激和毒害 因此研制低黏度预聚物和 低毒性活性稀释剂非常必要 但解决这 个难题的最好方法是找到另一种稀释剂 来代替目前常用的丙烯酸酯类化合物 目 前 常 用 的 方 法 就 是 使 用 水 性UV油 墨 即以水和乙醇等作为稀释剂 二 水性U V油墨的分类 按照组成和水在油墨中分散情况的 不同 水性UV油墨一般分为以下几种 1 水性U V油墨 乳化型 通 过 外 加 表 面 活 性 剂 乳 化 剂 并运用一定的外力 有可能把预聚物乳 化 成为水分散体系 水包油型 这 种油墨生产工艺比较简单 其乳化剂的 性能直接影响预聚物的状态及油墨的稳 定性 流动性等 乳化剂应由亲水基团 和亲油基团组成 亲水基团和水相溶 亲油基团一般为长的烷烃链 与树脂液 滴相溶 乳化剂的分子间排斥和吸引作 用 使树脂的液滴保持一定的距离 保 持稳定后 可以形成稳定的乳状液 在 这个稳定的体系中 离子基团的稳定性 会受到溶液酸碱性的影响 所以P H值 的变化对这种油墨的性质会产生很大的 影响 但乳化剂在固化时仍然留在涂膜 中 使墨膜的耐油和耐水性下降 会影 响墨膜的状态和油墨的质量 2 水性U V油墨 离子基自乳化型 把离子基引入到树脂的大分子结构 中去 然后再利用相反性的离子去中和 分子链上的离子 这样得到的树脂具有 很好的自乳化性能 就是一个生成亲水 基的过程 利用其能溶于水的性质 形 成乳化液 预聚物可以在水中形成很小 的颗粒 具有很好的润湿性和稳定性 可以保存相当长的时间 3 水性U V油墨 水分散树脂液混合 水性UV油墨中的预聚物与水分散 树脂 一般为丙烯酸酯类树脂 混合 并分散在水中 但这种油墨所得固化膜 的交联密度不高 化学耐抗性也差 实际中研究得比较多的是聚氨脂丙 烯酸酯类树脂 丙烯酸酯化聚丙酯等树 脂 与一般树脂的区别在于如何引入亲 水性基团 一般在实际操作中可以利用 二元醇得到亲水链段或成为离子型自乳 化树脂 三 水性U V油墨的优势 普通的UV油墨一般都有较高的腐 蚀性 因此墨辊及相关印刷器具都须有 较好的耐腐蚀功能 而且腐蚀还会严重 影响印版的耐印率 这个缺点直接影响 了UV油墨的大规模应用 随着技术的 进步和油墨制造商的不断努力 腐蚀问 题得到不断解决 UV油墨在越来越多 的印刷机上和印刷工艺流程上出现 最 近出现的水性UV油墨 不仅具有一般 UV油墨的优点 还解决了活性稀释剂 的环保问题 墨层厚度问题等一般普通 UV油墨存在的不足 更具有竞争力 日益走向成熟 应用前景更为广泛 1 水性U V油墨可以表现出很细的 网点 实现高质量印刷 得到高质量的 印品 UV油墨具有良好的触变性 可以进 浅析水性 U V油墨 文 宋奇 4 3 广东印刷2 0 0 7 6 技术专栏 印刷材料 行高加网线数的高精度印刷 使得UV 油墨在高质量印刷领域应用非常广泛 2 解决了U V油墨墨层厚度太厚 影响叠印的问题 普通的溶剂性油墨 在印刷后由于 溶剂的挥发 会使油墨的墨层变薄 便 于四色叠印 而UV油墨不含溶剂 四 色叠印时 在印品上墨层会很厚 后叠 上的油墨的流动 必定会影响叠印效果 3 可用水或增稠剂控制油墨黏度和 流变性 普通的UV油墨 为了调节预聚物 的黏度 会加入单体稀释剂 但它是有 毒性的 而且必须控制它的使用量 一 旦加入量过大时 变稠的问题就比较难 解决 水性UV油墨可以很好地控制油 墨的黏度和流变性 使油墨在印刷时表 现出较好的性能状态 4 油墨性能稳定 便于实际操作 得到稳定的印品 因为油墨不含挥发性成分 V OC 且粘性不变 色彩转移时 就可实现 稳定的印刷质量 这对于长版印刷以及 复 杂 的 图 形 印 刷 起 到 了 非 常 积 极 的 作 用 也便于在量大的活件中 来控制印 刷品的色差等一系列质量特征 保证印 品的质量稳定 5 干燥速度快 在光固化前已经可以 堆叠和修理 保证了固化膜的光洁度 UV油墨在光固化干燥前 都要经 过加热预处理 使水性溶剂从UV油墨 中挥发出去 以便后续的光固化处理 在预加热后 墨膜表面会表现出一定的 性能 便于处理 6 环保性能好 它具有一般UV油墨不含V OC的 优点的同时 还解决了单体稀释剂对使 用者的伤害 一般UV产品具有一定的 危险性 多数UV的产品在没有干燥前 对皮肤有刺激 在操作时应穿戴护肤手 套和护目眼罩以减少危害 水性UV油 墨将这种伤害降低到比较低的水平 有 利于保护环境和使用者的人身安全 四 水性U V油墨的主要应用 领域及使用注意事项 目前印刷中许多特种效果都需用到 UV油墨 广泛应用于各种 印 刷 方 式 总 的 来 说 在 丝 网 印 刷 柔 印 和 胶 印 上 水 性UV油 墨 可 以 得 到 很 好 的 应 用 水性UV油墨有着快速连线干燥的 特性 而此种UV特性使它可以印在非 纸 类 承 印 物 上 如 塑 胶 类 的P V C P E T 合成纸等等 且因为它可以快速 连线干燥使得再加工或翻面再印皆可不 需等待 因此干燥时可不需喷粉 即使 印 在 纸 上 也 有 更 高 的 光 泽 度 及 耐 摩 擦 力 水性UV油墨的环保性和高品质印 刷使其在食品 药品 饮料 烟酒及与 人体接触的日用品包装印刷等方面应用 非常广泛 水性UV油墨的使用必须注意以下 一些方面 1 油墨使用前必须充分彻底搅拌 以获得较好的油墨性能 必须使预聚物和溶剂充分溶合 油 墨 才 会 表 现 出 好 的 性 能 若 搅 拌 不 均 匀 在预聚物分子间的作用力下 溶剂 挥发后的油墨黏度突然变大 不利于印 刷过程中的质量控制 2 印刷过程中若墨层不够薄而造成 网 点 扩 大 时 可 在 第 一 色 中 加 入 减 薄 剂 也可以在第一色和第二色中都加入 减薄剂 在相同印刷条件下 由于UV油墨 比溶剂型油墨的墨层厚一些 所以在网 版 制 作 前 应 对 底 片 的 网 点 进 行 工 艺 调 整 丝网印刷中 在网版制作时 选择 较高目数的单丝薄型丝网或选择专用于 UV油墨的单面压平丝网 还可以控制 网版感光层的厚度等来达到要求 3 使用水性U V油墨印刷时 必要 时要对印刷塑料基材的表面进行处理 承印材料如果是表面能力较小的塑 料薄膜时 由于吸附力较小会影响油墨 的附着 影响印品的质量和实际使用中 的耐磨能力 必须要进行表面处理 一 般有磨砂 电晕 表面氧化等 4 温度和湿度的控制 用温度的控制来影响水性UV油墨 的干燥速度 得到具有良好印刷质量的 印品和较好性能的墨层 在使用塑料进 行印刷时 湿度的控制可以避免塑料薄 膜等承印材料之间的吸附 带电等一系 列问题 去除静电 除了用温度和湿度 进行控制外 也可以添加静电去除剂 五 水性U V油墨需要改进的 地方及发展方向 水性UV油墨比一般的UV油墨在 性能上有了很大的提高 尤其是在单体 稀释剂对人体毒性方面和环保方面 但 是它还是有一些地方需要改进 得到进 一步的提高 1 水性U V油墨在干燥时需要消耗 更多的能源 一般的UV油墨干燥时需要一个专 门的干燥装置发出UV光来干燥印品 使用纯UV油墨时 UV灯必须每一个 机组后都安装 使用混合油墨只需在四 色印完之后的部位设置一支UV灯 而 在涂布工序之后设置3支UV灯 这需 要耗费大量的能源 水性UV油墨在干 燥时 还需要有一个预加热的过程 能 量的耗费更大 2 价格上比一般的油墨要贵很多 这成为许多厂家引入时一个必须面对的 问题 与普通印刷不同 使用UV油墨印 刷时 墨辊 橡皮布 润版液等必须是 UV专用型 因为UV油墨会损坏普通 的墨辊或橡皮布 普通润版液也不能与 UV油墨相匹配 混合型UV油墨则可 图一 较好的叠印效果 图二 叠印的墨层太厚 4 4 广东印刷2 0 0 7 6 技术专栏 以使用原有的墨辊和橡皮布 由于其中 混有UV油墨成分 不可能对墨辊没有 一点损害 但印刷可以正常进行 3 印刷工艺比传统印刷工艺较难掌握 对承印物的适应性不如溶剂型油墨 附着力较差 要增加附着力时必须先过 一层UV底油 这使得水性UV油墨在 使用时 工艺更加复杂 无论是加UV 底油还是对承印物进行表面处理 都必 须耗费时间 投入人力 物力和财力 4 U V油墨印在纸上后 墨迹不好 清除 影响废纸的回收 这是水性UV油墨及所有的UV油 墨所面临的一个重要挑战 目前还没有 比较好的解决办法 需要在技术上进行 进一步的改进和创新 就目前我国的水性UV油墨的生产 和使用来说 形势不容乐观 国内生产 厂家不但寥寥可数 而且产品只能在低 水平上徘徊 经仔细观察不难发现 从 UV油墨生产商 如天津东洋油墨有限 公司 杭华油墨化学有限公司等国内知 名厂商 其UV产品都添加了 合资 成分 到橡皮布生产商如上海明治橡胶 制品有限公司等知名橡皮布生产厂商 主要技术含量及生产工艺均被合资公司 占据 而在水性UV油墨方面打出自己 旗 号 的 企 业 几 乎 没 有 但 是 水 性 UV油墨必将是未来环保油墨的一个发 展方向 作者单位 武汉大学印刷与包装系 责任编辑 欧定军 油性和水性过塑胶的环保和经济性评述 文 甘国伟 摘要 印刷纸品过塑的水溶性过塑胶已经走向实用并迅速国产化 每使用1吨 水溶性过塑胶比起传统油溶性过塑胶至少能免用1 0 8吨甲苯溶剂 也就避免了这 些数量的甲苯气化成有毒气体排入大气带来污染 在过塑面积等同的条件下 水 溶性过塑胶比油溶性过塑胶还节省3 0 的粘胶剂成本而过塑质量不降低 可见水 溶性过塑胶既是环保安全型又是经济实惠型的一种纸塑粘胶剂 一 引言 把粘胶剂涂在B OP P薄膜表面然后 牢固覆盖在印刷纸品上 这个工艺过程 称为过塑 覆膜或裱胶 这些粘胶剂被 称为过塑胶 覆膜胶 更俗称为胶水 1 9 8 4年由广东省印刷技术研究所和广东 省技术开发中心合作研制了 G S型过 塑粘胶剂 下称G S型油性胶 成功 取代了同类的进口产品 率先实现油性 胶的国产化 1 9 8 5年广东省中小学生课 本封面开始全部过塑 从此 省内中小 学生教科书为之焕然一新变得更加美观 耐用 接着G S型油性胶挺进包装行业 只两三年时间 书刊与包装的专业过塑 厂便星罗棋布出现在广东各个地区 直 到二十世纪末 油性胶一直牢固占据着 庞大的过塑粘胶剂市场 虽然在1 9 9 3 年前后曾出现过醇溶型过塑胶和预涂薄 膜两种新产品 前者是以酒精为稀释剂 的无毒粘胶剂 后者是无须使用任何溶 剂 直 接 热 压 在 纸 品 上 完 成 覆 膜 的 新 材 料 两者都比油溶性粘胶剂环保 遗憾 的是它们始终不能主导市场却似昙花一 现 索然无趣的是 新型的粘胶剂迟迟 不见现身 而众多牌号的油性胶却大份 额占据市场 并且在同一质量水平上竞 争一竞就1 5年 进入二十一世纪 保护生态环境的 呼声四起 印刷业要采用绿色材料成了 买方和卖方时常的行为规范或追求 我 国的水溶性过塑胶 下称水性胶 的研 制大都此时起步 令人振奋不已的是 只短短几年 水性胶便陆续在我省 华 东和华北面世 接着批量生产 水性胶 的安全和油性胶的公害已泾渭分明 本 文认为 水性胶取代油性胶已是不容争 辩的事实 水性胶成为纸塑覆合粘胶剂 主流产品的时代已经来临 二 油性胶引发的公害和水性 胶的安全