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水性丝印油墨的发展及其环保性研究

2020-06-28

网印工业 2020年5期
关键词:丝网水性油墨

在挥发干燥型油墨中,80年代开发的水基油墨,由于有利于环保而受到重视。水基油墨开发之初曾一度受到人们的注目,但因其模版的需水性差,加上在纸张上印刷时因纸张吸收水分易造成起皱等问题而没有得到普及。进入90年代后期,上述问题逐渐得到解决。随着采用氨基甲酸酯乳剂的新型水基油墨的问世,其品种也开始不断增多。

从客观上分析,由于水性油墨的功能、用途、价格、设备、供应都优于UV油墨,所以未来在网印油墨市场上,传统油墨将慢慢消失,由水性油墨和UV油墨取而代之,并有可能完全占领市场。

商品化的水性印墨已符合简易、实用、经济的原则。以前存在的三大缺点,现在已经克服。

网印水性油墨的干燥问题

水性油墨的缺点就是干燥性比溶剂型油墨慢。理论上,水的蒸发能量比油大4~5倍,如何改良干燥性是个综合性的问题。经多年的研究,现在水性油墨的组成已彻底改良。

1.把过去水性油墨的含水量由70%减为30%。

2.把水性印墨超微粒化,使本来只能用150目丝网印刷的水性油墨,可用300目丝网印刷。印膜改薄,加快干燥。

3.在不妨碍印刷效果的前提下,降低水性油墨的粘度,使表面张力减小,促进毛细管现象,以提高蒸发干燥和渗透干燥的效果。

4.要有一部高效能的红外线干燥机。因红外线为幅射能,具穿透力,能直接与印墨中的分子相互作用,内外同时发热,促进瞬间干燥,现在用水性油墨做彩色印刷,色与色间瞬间干燥时,150℃只需要5s,这种干燥速度几乎和使用UV印墨一样快了。

水性油墨的接着问题

过去的水性油墨对吸水性物体(多孔性物体)如:布(棉、麻、毛、绢、涤纶、尼龙和其混纺布)、纸(纸张、纸板)、木(木板、木器、三合板)、皮(人造皮)等接着良好,但对表面坚硬的承印材料接着较困难。

现在因为水性油墨的固著剂采用的是亚克力、聚酯、聚酯重合树脂,其全方位接着功能对不吸水性的承印物、表面光滑坚硬的承印物以及过去接着困难的物体都有极优良的粘合力。

如拨水布、合成纸、厚帆布、硬性PVC、PVC、贴纸、PVC布、人造革、亚克力、ABS、AS、PET、PS、玻璃、硬铝箔、不锈钢等。

水性油墨全水性化的问题

过去的水性印墨虽然已经是水性化了,但是大部分都添加10~15%的溶剂,目的是为改进印墨的柔软性、鲜艳度和防止渗化。现在的水性印墨已能克服以上问题,是全水性印墨。

水性油墨发展到现在已成为丝网印刷业者讨论的热门话题,因为国家对环保有规定,同时,网印从业人员为了自己的健康已拒用溶剂型印墨而改用水性油墨。网印工厂的邻居,只要有一点儿异味就一通电话告到环保部门,所以当接到玩具、成衣、家具、窗帘等出口贸易商的订单时,常常要注明采用无毒性印墨加工;消费大众购买T恤时,亦学会用手摸摸看,是否用水性油墨印刷;顾客认购时也要问清楚是不是水性油墨印刷。

另外,网印的印前已全部可用电脑处理。从设计、文字、图案、组合到四色片输出,特急件一小时可交货,网版制版(四色版)当天取货,高级能四色网印机、高效能红外线瞬间干燥机都有供应,为使用水性油墨创造了条件。

对于水性油墨来说,其优良的环保性能可以解决当前印刷行业所存在的排放及污染问题。

其最显著的特点是水和溶剂,与溶剂型油墨相比,其VOC含量低,大大改善了油墨制造商和印刷操作人员的工作环境,从而减少了对人体的有害物质。此外,还降低了静电和易燃易爆溶剂引起火灾的风险,并已成为未来印刷业向绿色发展的重要发展方向之一。

目前,水性油墨最重要的应用是在食品包装、卷烟包装和儿童玩具包装等领域。柔版印刷和凹版印刷是主要的印刷方法。在美国,40%的塑料印刷使用水性油墨。在其他发达国家,水性油墨逐渐成为塑料薄膜印刷的主要油墨。随着绿色印刷技术的不断发展,绿色丝网印刷也将面临巨大的跨越式发展。因此,水性油墨技术在丝网印刷中的应用将成为未来研究的重点。

水性油墨用树脂的研究现状

粘合剂是水性油墨制造中研磨调色剂的基本材料。干燥后,主要流动相和成膜材料直接决定了油墨的使用和印刷性能。因此,研究和开发水性树脂的良好性能是水性油墨发展的前提。目前,国内外新型水性油墨树脂的主要类型包括水性聚丙烯酸酯,水性聚氨酯及其改性树脂。随着水性丝网印刷油墨的发展,其在未来也将得到更广泛的应用。

水性丝网油墨特点

水性油墨系统具有较大的水表面,因此需要较高的颜料分散性。高品质的水性丝网印刷油墨需要优化分散树脂和颜料的组合,研磨和分散设备和介质,分散和消泡表面活性剂,以及少量的醇或醚溶剂,以帮助提高溶解树脂的能力,改善颜料分散性,加速渗透,抑制发泡,以便能够制备最好的可分散水性油墨,以适应印刷设备和基材的特性。

另外,水性油墨的pH值对颜料的稳定性有很大影响。当pH值发生变化时,一些不良耐酸碱的颜料可能会改变颜色,pH值的变化会使树脂部分重新缠结,导致颜料在原始分散体系中稳定聚集,导致粒径变大,墨水分布更广。更大和更宽的粒度分布将对油墨厚度、流动性和光泽度产生负面影响。因此,在制备高质量的水性丝网印刷油墨时,必须控制油墨的pH值。

水蒸发潜热远高于传统溶剂,因此水性油墨的干燥要求是影响油墨应用效果的关键因素。在水性油墨印刷中,首先应调节和控制粘度和pH值,然后根据实际印刷速度调节水性油墨干燥设备的风力和温度。此外,干燥温度应由不同的基材和印刷区域决定。另外,改善丝网印刷用水性油墨干燥性能的另一种方法是加入少量交联剂,以改善水性油墨体系的抗稀释性、抗碱性和抗酸性。

采用水性油墨印刷时,稀释剂、清洁筛板可直接浇水,给丝网印刷带来极大的方便。

水性油墨还具有良好的通用性,可用于印花织物,无纺布,塑料硬膜,铝箔,真空铝膜等基材,从而满足丝网印刷基材的要求。

总结

目前,中国对油墨没有制定严格的环境法律法规,但油墨行业将像中国油漆行业一样,环境法律法规迟早会问世。非挥发性有机化合物油墨(UV油墨和大豆油墨)和水性油墨是油墨工业的必然发展方向。国内油墨行业必须抓住机遇,迎接水性油墨行业的挑战和发展。虽然水性丝网油墨是未来丝网油墨的重要发展方向之一,但其发展仍存在干燥速度慢、能耗高、成本高等缺点,这也是未来亟待解决的问题。

由此可见,尽管水性油墨有着一定的不足,但其在印刷行业今后的发展中有着极大的潜力。

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