塑料薄膜的水墨印刷
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摘要：水墨即水性油墨，亦稱水基油墨。典型的水墨與傳統(tǒng)的溶劑型油墨的根本區(qū)別是利用水（或水與極少的助溶劑——醇類物質(zhì)）替代溶劑型油墨中的有機溶劑配制水性連接料，該連接料與色料（顏料或染料）及特定助劑復(fù)配制成的油墨可稱為水墨。
水墨即水性油墨，亦稱水基油墨。典型的水墨與傳統(tǒng)的溶劑型油墨的根本區(qū)別是利用水（或水與極少的助溶劑——醇類物質(zhì)）替代溶劑型油墨中的有機溶劑配制水性連接料，該連接料與色料（顏料或染料）及特定助劑復(fù)配制成的油墨可稱為水墨。
一、水性油墨的優(yōu)勢
較之傳統(tǒng)的印刷油墨，水墨的連接料中應(yīng)該只含有水分，不含揮發(fā)性有機化合物，因此水墨與傳統(tǒng)的溶劑型油墨相比，表現(xiàn)出一系列的優(yōu)點，主要可歸納為如下幾個方面：
1、環(huán)保性好
印刷過程中，水墨只排放水蒸氣，不排放任何揮發(fā)性有機化合物，印刷場地及周邊環(huán)境不受有毒有害有機溶劑的污染，環(huán)境保護(hù)性能優(yōu)越；
2、衛(wèi)生安全性佳
水墨連接料中只有水而沒有有毒有害的有機溶劑，在印刷產(chǎn)品中，不會存在殘留的有機溶劑，因此水墨的印刷品，較之傳統(tǒng)的溶劑型油墨，具有更好的衛(wèi)生安全性；
3、生產(chǎn)安全性提高
水墨連接料中只有水而沒有易燃易爆的有機溶劑，儲存水墨的倉庫及生產(chǎn)車間，均不會因為易燃易爆的有機溶劑的存在，導(dǎo)致燃燒、爆炸等事故的發(fā)生。
4、節(jié)約資源
水墨印刷，和溶劑型油墨不同，在印刷的干燥過程中，向大氣中排放的僅僅是來源豐富、價格低廉的水蒸汽，而不是工業(yè)中來源匱乏的寶貴資源——有機溶劑，因此從節(jié)約資源，有利于人類可持續(xù)發(fā)展的角度看，采用水墨印刷替代溶劑型油墨印刷也是十分有利的。
典型示例：
一臺幅寬1m、印刷速度300m/min的凹印機，印刷塑料薄膜，每天有效運轉(zhuǎn)時間為20h，印刷薄膜為360000平方米；以凹印工藝的平均耗墨量7gsm計算（濕墨），耗用油墨25200g，即2.52t；凹印過程中需要加入溶劑調(diào)節(jié)油墨黏度，常規(guī)加入比例為油墨的1.5~2.0（即1kg油墨需要加入1.5~2.0kg溶劑）。
如果我們按管理水平偏上企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)（即加入油墨1.5倍的溶劑）來計算，在印刷過程中，也需要加入3.78t溶劑，加上油墨本身含有的、占油墨70%左右的溶劑（1.764t），1臺凹印機1天排放的溶劑量高達(dá)5.544t。
溶劑的大量排放，不僅浪費了寶貴資源，而且對環(huán)境帶來了巨大的危害，已被專家學(xué)者認(rèn)為是形成我國霧霾天氣的重要原因之一。因此我國政府已對揮發(fā)性有機物質(zhì)的排放，采取強制性收費政策。另外，對于食品、藥品用包裝材料，若印刷過程中，有機溶劑揮發(fā)不完善，殘留的有機溶劑還會使衛(wèi)生安全性下降，危害人體健康。因此溶劑型油墨印刷，不符合綠色包裝的理念，不利于人類的可持續(xù)發(fā)展，而且隨著包裝工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)量的提升，這種負(fù)面影響也越來越大。
二、水墨印刷的兩大難點
1、面臨水的表面張力大、不易在承印物表面鋪展的問題
油墨在承印物的表面鋪展，是實現(xiàn)印刷加工和保證印刷質(zhì)量的基礎(chǔ)。眾所周知，水的表面張力很大（高達(dá)70mN/m以上），對低表面張力的塑料薄膜之類的基材（表面張力僅40mN/m左右或更低）的潤濕性很差，須大幅度降低水墨體系的表面張力，以利水墨在承印物表面鋪展。為此需要選用特定的助劑，對水墨體系進(jìn)行改性，使水墨體系的表面張力大幅度降低，降低到低于基材的表面張力的水平，以利于水墨在印刷基材表面上的鋪展，為獲得精美的印刷效果創(chuàng)造條件。
大量優(yōu)質(zhì)表面活性劑的問世，為水墨廠家降低水墨體系的研究工作，創(chuàng)造了良好的條件；研制水墨的廣大科技工作者，為尋求降低水墨表面張力的方法，進(jìn)行了長期的艱苦卓絕工作，終于取得了豐碩的成果，較好地解決了降低水墨體系的表面張力問題，為水墨的精美印刷，奠定了良好的基礎(chǔ)。
2、面臨水分潛熱大、不易揮發(fā)干燥的問題
在水的蒸發(fā)潛熱很大的情況下，面臨如何提高水墨的印刷速度問題。工業(yè)化生產(chǎn)中，生產(chǎn)速度直接制約生產(chǎn)成本，因此生產(chǎn)速度的高低，常常是決定一種工藝是否具有市場競爭能力的決定性因素之一。水的蒸發(fā)潛熱與常見有機溶劑的蒸發(fā)潛熱對比，見表。由表列數(shù)據(jù)，我們不難看出，水的蒸發(fā)潛熱，明顯地高于有機溶劑的蒸發(fā)潛熱，是醇類、酯類等有機溶劑蒸發(fā)潛熱的3~8倍。由于水的蒸發(fā)潛熱高，水墨的干燥，自然就較之溶劑型油墨的干燥要困難得多，要實現(xiàn)高速印刷，面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
表水與部分有機溶劑沸點及蒸發(fā)熱的比較
實踐表明，僅僅依靠水墨生產(chǎn)商改進(jìn)水墨的配方，來提高水墨的干燥速度，其效果是相當(dāng)有限的，提高水墨印刷速度的問題，需要印刷設(shè)備、版輥單位以及印刷企業(yè)等眾多單位的通力合作。目前提升水墨印刷速度方面的工作，雖然已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展，要獲得理想的效果，還需做大量的工作。
三、水墨的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀
從上世紀(jì)六、七十年代開始，一部分關(guān)注環(huán)境保護(hù)、節(jié)約物質(zhì)資源的有識之士，就開始致力于開發(fā)水墨的研究，經(jīng)過多年的艱辛努力，水墨印刷取得了長足的進(jìn)展：許多水墨研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)的水墨，其VOCs的含量已降到5%以下，有水平較高的水墨生產(chǎn)單位，所生產(chǎn)的水墨VOCs實際含量，甚至可低于1%、接近于零的水平；水墨中的苯類物質(zhì)及重金屬含量接近零，達(dá)到無法檢出的水平。同時水墨產(chǎn)品在塑料軟包裝的生產(chǎn)實踐中，逐步得到了成功的應(yīng)用。
目前，國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家，水墨印刷的包裝制品，據(jù)稱已達(dá)到印刷包裝制品的80%以上；相比之下，國內(nèi)水墨應(yīng)用還相當(dāng)有限，尤其是塑料薄膜之類的水墨印刷，尚處于起步階段，推進(jìn)水墨印刷的工作，可謂任重而道遠(yuǎn)。
(來自:包裝前沿)
