印刷油墨研发新技术

1、印刷油墨研发新技术随着技术的进步和市场的发展，我国的印刷工业在近年来取得了长足的进步：四大印刷方式 都有了不等的发展，印后装订联动自动化、彩色桌面出版系统已普及应用，图文处理系统的 开放式及数字化已成为印前系统的基本特征，直接制版技术和数字印刷已成为印刷出版工业 的发展方向，与印刷工业相关的环保法规在不断完善。但是，与国际发达地区相比，无论是 印刷设备的研发、生产，还是印刷车间的环境污染问题、以及印刷耗材特别是用量最大的印 刷油墨的环保问题尚有很大的差距，这一切皆给我国印刷工业的发展带来了巨大的挑战和机 遇。对于印刷耗材而言，特别是印刷油墨，研制生产各种符合环境保护要求的新型材料，是 一个巨大

2、的机遇。可喜的是，在印刷油墨领域，对原有的配方、生产工艺、原材料、干燥方 式等方面的改造，现在均已提到议事日程上。目前在我国，印刷过程中大量使用的油墨基本上是溶剂型油墨，这些溶剂型油墨的有机 挥发物没有处理，直接排入车间空气中，不仅对生产环境造成一定的影响，对工人的健康也 将有极大的危害。这是因为这些溶剂型油墨含有50-60%的有机挥发性物质，另外，在实际 的生产过程中还通常加上调油墨粘度所需的稀释剂，那么在印品干燥时，油墨所散发出来的 挥发性组分的总含量甚至高达70-80%。据笔者最新的一项研究表明，这类印刷厂中的苯类化合物严重超标，具体数值见表1表1 2003-2004年所调查的印刷车间空

3、气中苯系物监测结果监测项目 监测厂家数监测测量平均值（mg/m3）苯1622.13甲苯16420.33二甲苯16105.62按照国标要求，工业生产车间中苯的最高容许浓度为10mg/m3、甲苯为100mg/m3、二 甲苯为100mg/m3，这些印刷厂的苯平均浓度超过国家标准2.2倍、甲苯超过国家标准4.2 倍、二甲苯平均浓度也超过国家标准。从医学角度来说，这会对印刷工人的健康带来极大的 不可逆转的伤害。另外，在实际的生产中，除了溶剂的自然挥发之外，对印刷环境造成影响的还有油墨应 用中出现的故障，比如困扰了印刷工业多年的“飞墨”现象。飞墨现象是因为印刷机在高速 转动时，墨辊间的墨膜被分裂、拉长，产

4、生断片，在油墨的表面张力作用下，这些断片收缩， 形成众多球状的细小墨滴散落在空气中，即所谓的飞墨现象。飞墨现象给印刷过程带来的较 大危害性主要表现在以下几个方面：对环境造成污染、对产品质量造成不良影响、对人的身 体健康造成长时间的损害。另外，最新的研究结果表明，现实生产中的其它重金属的超标也将导致印刷环境的恶化， 甚至影响操作人员的健康。总之，在印刷行业中有害气体的排放、有害液体和固体的使用及其废弃物的排放，均对 人的健康和生存环境构成严重的威胁。这种环境问题不仅涉及到人类文明的未来，也将涉及 到企业的生存与发展。因此，我们必须考虑印刷业的环境保护问题，拟订切实可行的有力措 施。国外相关现行措

5、施值得参考在国外，为限制污染，一些国家已制定了“劳动卫生法、“有机溶剂排放法”等一系列 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。在这些环保法律的压 力下，国外印刷行业的研究部门和厂家不得不研究开发无溶剂的油墨，即无挥发性或者少挥 发性的油墨。欧美国家于90年代前后通过了与环保有关的挥发性有机溶剂(VOC)法律。VOC法律 要求印刷厂和油墨生产厂商达到如下要求：在作业车间外不应有有机溶剂的气味；在作业车 间内，挥发性物质的浓度必需低于50mg/m3 (VOC)、100mg/ m3 (CO)和100mg/ m3 (NO)。虽然这个严格的环境保护法现在只是在欧美国家采用，但是迟

6、早将会成为世界各国环境 保护法的基准。对于大多数国内厂家(包括印刷厂和印刷耗材生产厂家)来说，这一法律要 求目前是很难达到的。但是通过努力，笔者认为目前可以解决以下一些问题：*推广使用油墨清洗剂;*为胶印研制开发新的适应高速轮转胶印机的无醇润版液;*严格检查油墨中所含的成分，不能采用含有有害重金属的颜料来生产油墨，保证工人不受重金属的危害，同时进一步地提高油墨的质量，减少飞墨的产生;*某些有害的物质通过回收装置将其回收;*在轮转凹印机上安装溶剂回收装置，降低VOC的挥发量排放;*凹印、柔印以及丝网印刷中尽量采用以水作为溶剂的油墨（水基墨）或者UV固化油 墨，这样有可能降低VOC问题，同时也尽可

7、能地降低水基墨中的醇含量（通常含有5%的醇 类）。油墨最新开发方向看到希望在油墨的生产和研制工作中，为了符合VOC法律的要求，西方国家目前在油墨配方和 干燥系统中作了很大的改进，当今使用的比较多的油墨有以下几类，也是笔者所认为的印刷 油墨的研究开发新方向。辐射固化油墨实际上UV固化油墨早在40年代就已经开发出来，但是直到最近20年才得到较大发展。 由于油墨中不含溶剂，不存VOC问题，印刷过程对环境是友好的。但UV固化油墨成本较高，使用过程较常规油墨复杂。UV固化油墨特点是环保和快速，这 是由于采用了活性稀释剂（单体）调节油墨黏度，在活性稀释剂中挥发性的有机化合物组分 非常低，与普通油墨相比环保

8、的优点很突出；与水基墨相比，水基墨主要是采用水作为稀释 剂，干燥速度比较慢，而UV固化油墨的干燥速度非常快。由于不含挥发性的成分，如溶剂 或水，不会使色彩和印刷特性产生变化。在印刷过程中，UV固化油墨易保持色彩和粘度的 稳定，一旦在印刷前将墨色调整好后，在印刷机上的调整工作量就非常小，也无须再加入其 它的添加剂。印刷中途停机时，在墨辊和网纹辊上的油墨也不会干燥结皮。干燥后的UV油 墨层表面具有极高的耐磨性和化学稳定性，且具有很高的遮盖力和光泽度。UV技术能带来 较高的经济效益，如提高产量、交货期缩短、节省空间、印刷品质色彩鲜艳、图像清晰度高 等，无论从环保的角度还是技术发展的角度考虑，UV油墨

9、都有其较广阔的应用前景。一般而言，UV固化油墨并不只应用于平版印刷，它可以应用于各种传统的印刷方式， 包括有凸版、平版、网版等印刷，广告喷绘墨水也开始采用UV固化技术了。因此采用UV 技术可印刷的范围非常广泛，如纸张印刷、塑料印刷、卷尺印刷、电路板印刷、电子零件印 刷、金属表面印刷、铝箔面印刷等。还包括很多种能够产生特殊效果，用于装饰的特种包装 印刷油墨，例如：UV磨砂油墨、UV冰花油墨、UV发泡油墨、UV皱纹油墨、UV凸字油墨、UV宝石油墨、UV上光油等等。如果在具有金属镜面光泽的承印物表面，采用丝网印刷工艺 将UV油墨印在其表面上，经紫外线干燥设备光照处理后，能够产生一种别具一格的视觉效

10、果，显得高雅、庄重、华贵，主要应用于高档精美别致的烟、酒、化妆品、保健品、食品、 药品等包装印刷。从生产的角度来讲，目前在国内真正能够生产提供UV固化油墨的厂家不多，特别是高 档的UV固化油墨更是稀缺，很多高档用户都选择采用进口油墨用于高档印刷作业。这也是 国内油墨厂家发展的一个新的方向。如果国内有厂家在这方面有所研究和生产，那么他将开 辟新的市场空间，况且它也具有很大的市场潜力。对现有的UV油墨继续改进，也是业界面临的挑战之一。这包括提高固化速度、如何解 决好附着力、如何解决墨膜的硬度和柔性之间的矛盾、如何满足各种印刷过程的印刷适性等 等。此外，水基UV固化油墨更是目前这一领域的前沿，国内涉

11、足这一领域的厂家非常少。水基油墨水基油墨是以水溶性树脂为连结料，主要以水为溶剂制得的印刷油墨，早已被柔印、凹 印、丝网印刷所采用，最近也开始应用在无水胶印上。在国外，水基柔印油墨已大量用于报 刊印刷，水基凹版油墨也开始取代溶剂型油墨，但是这种趋势有减慢的迹象。水墨的环保性能是无可质疑的，一些国际大公司的印品都要求采用水墨作为印刷油墨。 对于水墨来讲，研究其各种配方以达到最佳的印刷适性、满足最终印品的各种耐抗性的要求、 尽量减少油墨的生产成本支出，研发新的水性树脂连结料，甚至研发一种新的助剂等等，便 成为国内外研发的一个又一个新的课题。对于现有水墨中的种种问题，例如颜料的润湿性能问题、生产时对颜

12、料的研磨分散问题、 水墨存储稳定性（不分层、不沉淀、不絮凝）问题、印刷过程中水墨在承印物材料（特别是 非吸收性的塑料、金属表面）上的迅速干燥问题和附着力问题、水墨的稀释问题等等，尚正 在慢慢解决之中。就我国而言，目前，高档的水墨基本被进口油墨所占领，我国的部分厂商生产一些低档 的水墨。也就是说，水墨的研发和生产在我国还处于起步阶段。无论是开发商，还是生产商 都是大有可为的，因为这里隐含了巨大的商机。植物油基墨在此领域，主要是豆油基油墨在胶印印报油墨中获得的应用。对于油墨的最新技术，传统油墨的研发也有大量工作要做，比如：传统胶印油墨中树脂 连结料的进一步改进；亮光度的进一步提高而不影响干燥；采用环保型的豆油基轮转胶印油 墨的进一步改进；提高胶印油墨的色彩，使得墨膜更鲜艳等等。另外，用于无水胶印的油墨 也需做进一步的改进与研发，虽然在无水胶印油墨中，水已经代替了植物油和矿物油为溶