塑料薄膜的水墨印刷
http://www.packltd.cn 时间:2019年6月10日 关注数:733 次 |
摘要：水墨即水性油墨，亦称水基油墨。典型的水墨与传统的溶剂型油墨的根本区别是利用水（或水与极少的助溶剂——醇类物质）替代溶剂型油墨中的有机溶剂配制水性连接料，该连接料与色料（颜料或染料）及特定助剂复配制成的油墨可称为水墨。
水墨即水性油墨，亦称水基油墨。典型的水墨与传统的溶剂型油墨的根本区别是利用水（或水与极少的助溶剂——醇类物质）替代溶剂型油墨中的有机溶剂配制水性连接料，该连接料与色料（颜料或染料）及特定助剂复配制成的油墨可称为水墨。
一、水性油墨的优势
较之传统的印刷油墨，水墨的连接料中应该只含有水分，不含挥发性有机化合物，因此水墨与传统的溶剂型油墨相比，表现出一系列的优点，主要可归纳为如下几个方面：
1、环保性好
印刷过程中，水墨只排放水蒸气，不排放任何挥发性有机化合物，印刷场地及周边环境不受有毒有害有机溶剂的污染，环境保护性能优越；
2、卫生安全性佳
水墨连接料中只有水而没有有毒有害的有机溶剂，在印刷产品中，不会存在残留的有机溶剂，因此水墨的印刷品，较之传统的溶剂型油墨，具有更好的卫生安全性；
3、生产安全性提高
水墨连接料中只有水而没有易燃易爆的有机溶剂，储存水墨的仓库及生产车间，均不会因为易燃易爆的有机溶剂的存在，导致燃烧、爆炸等事故的发生。
4、节约资源
水墨印刷，和溶剂型油墨不同，在印刷的干燥过程中，向大气中排放的仅仅是来源丰富、价格低廉的水蒸汽，而不是工业中来源匮乏的宝贵资源——有机溶剂，因此从节约资源，有利于人类可持续发展的角度看，采用水墨印刷替代溶剂型油墨印刷也是十分有利的。
典型示例：
一台幅宽1m、印刷速度300m/min的凹印机，印刷塑料薄膜，每天有效运转时间为20h，印刷薄膜为360000平方米；以凹印工艺的平均耗墨量7gsm计算（湿墨），耗用油墨25200g，即2.52t；凹印过程中需要加入溶剂调节油墨黏度，常规加入比例为油墨的1.5~2.0（即1kg油墨需要加入1.5~2.0kg溶剂）。
如果我们按管理水平偏上企业的标准（即加入油墨1.5倍的溶剂）来计算，在印刷过程中，也需要加入3.78t溶剂，加上油墨本身含有的、占油墨70%左右的溶剂（1.764t），1台凹印机1天排放的溶剂量高达5.544t。
溶剂的大量排放，不仅浪费了宝贵资源，而且对环境带来了巨大的危害，已被专家学者认为是形成我国雾霾天气的重要原因之一。因此我国政府已对挥发性有机物质的排放，采取强制性收费政策。另外，对于食品、药品用包装材料，若印刷过程中，有机溶剂挥发不完善，残留的有机溶剂还会使卫生安全性下降，危害人体健康。因此溶剂型油墨印刷，不符合绿色包装的理念，不利于人类的可持续发展，而且随着包装工业的发展，产量的提升，这种负面影响也越来越大。
二、水墨印刷的两大难点
1、面临水的表面张力大、不易在承印物表面铺展的问题
油墨在承印物的表面铺展，是实现印刷加工和保证印刷质量的基础。众所周知，水的表面张力很大（高达70mN/m以上），对低表面张力的塑料薄膜之类的基材（表面张力仅40mN/m左右或更低）的润湿性很差，须大幅度降低水墨体系的表面张力，以利水墨在承印物表面铺展。为此需要选用特定的助剂，对水墨体系进行改性，使水墨体系的表面张力大幅度降低，降低到低于基材的表面张力的水平，以利于水墨在印刷基材表面上的铺展，为获得精美的印刷效果创造条件。
大量优质表面活性剂的问世，为水墨厂家降低水墨体系的研究工作，创造了良好的条件；研制水墨的广大科技工作者，为寻求降低水墨表面张力的方法，进行了长期的艰苦卓绝工作，终于取得了丰硕的成果，较好地解决了降低水墨体系的表面张力问题，为水墨的精美印刷，奠定了良好的基础。
2、面临水分潜热大、不易挥发干燥的问题
在水的蒸发潜热很大的情况下，面临如何提高水墨的印刷速度问题。工业化生产中，生产速度直接制约生产成本，因此生产速度的高低，常常是决定一种工艺是否具有市场竞争能力的决定性因素之一。水的蒸发潜热与常见有机溶剂的蒸发潜热对比，见表。由表列数据，我们不难看出，水的蒸发潜热，明显地高于有机溶剂的蒸发潜热，是醇类、酯类等有机溶剂蒸发潜热的3~8倍。由于水的蒸发潜热高，水墨的干燥，自然就较之溶剂型油墨的干燥要困难得多，要实现高速印刷，面临着巨大的挑战。
表水与部分有机溶剂沸点及蒸发热的比较
实践表明，仅仅依靠水墨生产商改进水墨的配方，来提高水墨的干燥速度，其效果是相当有限的，提高水墨印刷速度的问题，需要印刷设备、版辊单位以及印刷企业等众多单位的通力合作。目前提升水墨印刷速度方面的工作，虽然已经取得了长足的进展，要获得理想的效果，还需做大量的工作。
三、水墨的开发应用现状
从上世纪六、七十年代开始，一部分关注环境保护、节约物质资源的有识之士，就开始致力于开发水墨的研究，经过多年的艰辛努力，水墨印刷取得了长足的进展：许多水墨研发、生产企业的水墨，其VOCs的含量已降到5%以下，有水平较高的水墨生产单位，所生产的水墨VOCs实际含量，甚至可低于1%、接近于零的水平；水墨中的苯类物质及重金属含量接近零，达到无法检出的水平。同时水墨产品在塑料软包装的生产实践中，逐步得到了成功的应用。
目前，国外工业发达国家，水墨印刷的包装制品，据称已达到印刷包装制品的80%以上；相比之下，国内水墨应用还相当有限，尤其是塑料薄膜之类的水墨印刷，尚处于起步阶段，推进水墨印刷的工作，可谓任重而道远。
(来自:包装前沿)
