【集萃网观察】摘要：水性油墨由于它是用水来代替传统油墨中占30%～70%的有毒溶剂，油墨中不再含有挥发性的有机溶剂，减少了大气污染；同时使印刷车间内的环境保持清洁，因此在印刷过程中对工人的健康无不良影响；提高了安全性，降低了火灾隐患；印刷产品对消费者也不造成健康损害，由此而被业界所广泛称许。为实现可持续发展，虽然水性油墨在性能及使用方面还有许多不尽人意的方面，但随着原料生产、油墨制造、基才制造、印刷机设计、干燥和印刷装备制造等各方面的进步和协作，水性油墨的生产和应用将越来越广泛、普及。

    关键词：水性油墨  塑料印刷  应用  发展

    前言：随着社会的发展、环境的要求，包装印刷产品的环保化、卫生化已经成为现代包装印刷企业发展的主题。印刷界人士最常议论的话题是水性塑料油墨。水性油墨是目前唯一通过美国FDA认可的油墨，应该是市场发展的趋势。醇溶性的油墨是一种过渡性的油墨，应该逐步会走向水性油墨，当然这需要印刷设备、包装印刷、制版及油墨企业四方面的共同努力。现在国内一些薄膜生产企业生产的烯烃薄膜本身就带有极性，表面能就比较高，不需要电晕处理，这样就更加适合于水性油墨的印刷，我们认为水性塑料油墨市场前景良好。

    油墨水性化这一点是业内尽人皆知的了，但是塑料油墨的水性化应用推广进展却是雷声大雨点小。究其原因有下几点：

    其一是观念错误。将水性塑料油墨拿来简单地替代溶剂塑料油墨。将水性塑料油墨直接与溶剂型塑料油墨对比印刷速度。众所周知每一种液体都有其自身挥发的速率，从这一点上就应该理解不同混合溶剂，整体挥发速率是不一样的，水是水性油墨的溶剂，水性油墨的干燥性与溶剂型油墨有较大的区别。下面是一些常用溶剂的挥发速率（R0）：

    水性油墨中水的沸点高，蒸发热大，印刷品干燥偏慢，对印刷设备的烘道及风量要求更高。国外印刷机，烘道都比较长，而国内的印刷机烘道一般都只有2米左右，不太好干燥。实现水性油墨彻底干燥有两个方面值得改进。第一、增加现有印刷机的烘道长度，如把烘道长度从2.0米增加到3. 0米，印刷速度就可以达100米/分钟以上；第二、减少印版的深度，溶剂型油墨的深度一般在35～50μm之间，而水墨深度在15～25μm时即可达到同样的印刷效果。这样既保证了油墨的干燥性，又节约20%的油墨涂布量。水墨附着力已经符合印刷要求，现在只是印刷干燥速度较慢及印刷适应性的问题。

    在实际应用中，油墨的干燥性与印刷油墨粘度、pH值是相关的。此外，还要根据实际印刷环境，调配合乎要求稀释溶剂，改变水墨的干燥速度，以得到稳定的印刷效果。

    水墨流动性非常好，其粘度也比较低，一般在22～30秒之间(涂4#)，而溶剂型油墨的粘度相对比较高，一般在30～60秒之间。油墨粘度大小与连接料中树脂的粘度及其密度密切相关，水性油墨的树脂本身粘度低，颜料与水的亲和性好，所以油墨的粘度相对溶剂型偏低。一般水墨上机时的粘度应控制在12～ 14秒为宜，而印刷操作的工人由于长期接触溶剂型油墨，习惯上把粘度控制在14～ 18秒左右，这是需要注意的。

    水墨在使用时pH值的控制比较重要。通常pH值应控制在8. 5～ 9. 0之间，这时水墨的印刷性能最佳，印品质量最稳定。这是由于胺在印刷过程中会不断挥发，操作人员还要不时地加入稀料及新墨，所以油墨的pH值随时都在发生变化。当水墨的pH值高于9. 0时，碱性太强，水墨的粘度会降低，导致干燥速度变馒、耐水性变差；当pH值低于8. 0时，碱性太弱，引起脏版，而且会产生气泡。在稀释油墨时，使用的水最好是纯水（去离子水），当以自来水作稀释溶剂时，要注意由于水厂杀菌或漂白后残余的氯对水墨pH值的影响。

    其二是经济性失望。用水性塑料油墨直接与溶剂塑料油墨对比单价。目前的印刷厂大多数没有用过水性塑料油墨，印刷厂听说了水性塑料油墨首先就认为水作为溶剂那肯定是比溶剂型的便宜了。但是目前的水性油墨从产品到原料都还处在发展中水平，而溶剂产品的已经处在相对成熟发达状态了，加之水性产品原料选择范围相对较窄，原料要求也较高，所以虽然是用水做溶剂，由于可用于水性的树脂和颜料的价格都相对价高，大多数的无机颜料会和活性的水性油墨平衡体系产生时效置换反应而无法应用。

    关于成本的问题，水性塑料油墨与目前含甲苯的凹版油墨相比价格是高百分之十几，但与醇酯型的聚氨酯型油墨相比，价格持平。因水墨的固体份高，所以印刷同样的面积，油墨用量约少15～20%。

    目前由于国际原油的价格一直居高不下，引发下游化工产品价格一路上涨，化工溶剂的涨幅达到60%～100%，以往溶剂型油墨已失去了价格上的优势：溶剂的使用量按油墨量的100%计，则溶剂型油墨增加溶剂成本达到4000元/吨～5000元/吨，考虑水性油墨的烘干要求高于溶剂型油墨，而水性油墨的涂布量比溶剂型油墨少15%～20%，三者综合平均，即使水性油墨表面价格比溶剂型油墨高5000元/吨，其实际使用成本仍然低于溶剂型油墨。

    其三是笼统的将水性塑料油墨与溶剂塑料油墨对比功能。溶剂塑料油墨有普通表印和耐水煮、耐高温、耐酸、耐碱、耐油、耐醇等功能。其所用树脂差别也很大，而水性产品目前由于处在发展中，有些可以满足还有一些正在攻克中。

    所有的塑料基材都可以应用水性塑料油墨印刷在原理上是可以的，对于高温蒸煮袋的印刷包装也能应用，主要是水墨的表面张力与基材的表面要匹配，树脂是油墨的心脏，决定了对基材的附着力。基材表面能达到44达因就比较理想。目前国内的塑料水墨和溶剂型油墨相比，光泽度已经比较好，鲜艳度稍差一点；就附着力来说，在PVC、PET、纯铝箔等基材上附着力良好，但在尼龙基材上附着力会低一点。凹印塑料水墨在应用的过程中比较复杂，因为以水做稀释剂，水的表面张力比较大，需要一些表面活性剂来调节张力，这样就牵涉到助剂之间、油墨性能之间平衡的问题，要求的技术难度就比较高。比如要调节pH值，pH值不是用眼睛看就可以看出来的，要用仪器测定，这就给一线操作人员提出了相对高的技术要求及责任心。

    与溶剂型的油墨效果比起来，塑料水墨还是有差距，但是现在的差距越来越小。这里面还有一个健康环保与绚丽印品哪方面更重要的消费观念问题，可能水墨的印刷效果在国外因环保、无毒可以接受，在国内就难以接受，客户不会满意。

    其四是国家有关法规法令的要求不明。水性塑料油墨现在在包装印刷行业应用得不多，青岛、天津、广东新会、佛山等地有用，但很多印刷企业都在关注这个产品。目前在使用水性塑料油墨的印刷厂及产品几乎全都是对外加工出口产品，只有少数几家油墨厂在生产水性塑料油墨。而我国的塑料包装包括食品的塑料包装都没有强制性的法令限制。

    现在，对于欧洲的包装企业来说，他们必须确保自己的供应商知道欧盟最新推出的严格的化学品管理法律，并知道关于预登记的期限，负责这些包装企业使用的材料可能会被逐出市场。英国化学工业协会下属的REACHReady咨询公司的商务经理TimJessel表示：“很多企业不仅是能够遵守Reach，而且已经在用其教育自己的供应链了……例如，英国包装联盟，就已经在尽自己的义务来督促会员企业，要知晓相关规定并应该尽到自己的职责。另一方面，也的确有些企业依然对这项法律表示不以为然。有些企业甚至认为这项法令将会不了了之，但是他们错了。”  Jessel认为，通过提供如何在自己的产品中安全使用相关材料，Reach可以帮助包装、零售和消费品行业降低自己的产品责任。法国是欧盟农业大国，农业产量约占欧盟总产量的1/3，故而有完整的食品包装安全监控系统。

    环保型水性塑料油墨是实现绿色印刷的必由之路，水性油墨在性能上具有广泛的印刷适应性和经济特性，而更重要的则在于水墨优良的绿色环保性能，可以明显减少环境污染，保障印刷工人的身体健康，从而推动印刷业向无毒方向发展。特别符合现代印刷的发展趋势，必将成为未来中国包装产品进军国际市场的一个重要组成部分。我国现己开始制定相关的环保法规、包装法规，使得食品包装的卫生安全性向国际接轨，如2003年1月实施的《中华人民共和国清洁生产促进法》。从今年开始，国家有关部门已经起草食品包装材料的强制性认证标准，预计明年开始执行，这个标准要求生产食品包装材料的企业，从原材料的采购到生产工艺，到产品使用过程中人体的安全，包括使用完的废弃物对环境的安全都有严格的规定，也就是说在这四个阶段，你有一个方面达不到要求就不允许生产。比如说在涂料方面要求使用环保型的涂料，不得使用苯类溶剂涂料，不得使用，更不得检出，所以这就从根本上杜绝了苯类溶剂的大量使用。这3项国家标准分别是强制性国家标准《塑料购物袋的环保、安全和标识通用技术要求》(GB 21660—2008)、推荐性国家标准《塑料购物袋》(GB/T 21661—2008)和《塑料购物袋的快速检测方法与评价》(GB/T 21662—2008)。

    据国外有关专家预测，从现在到 2010 年，塑料包装的增长将超过纸包装，并预测塑料包装的年增长率将超过 3%。包装印刷业被公认为是永不落伍的朝阳产业，近年来发展迅速。经济的发展和人民生活水平的提高为这一产业提供了广阔的发展空间，“绿色包装”技术将是未来包装行业的重点发展方向。水性油墨特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品，是世界公认的环保型印刷材料，未来数年，中国复合软塑包装产品将进一步向高质量和国际化方向发展。国家认监委今年将发布实施的“绿色食品包装通用准则”中强调指出：印刷外包装的油墨或贴标签的粘合剂应无毒，且不应直接接触食品。而且国家认监委表示，食品包装材料的强制性认证标准年内将正式执行，企业从原材料采购到生产工艺，再到产品使用过程中人体的安全，包括使用完的废弃物对环境的安全都有严格的规定，只要一个方面达不到要求就不允许生产。食品企业为加强竞争力，也希望在这方面加强控制。随着社会对食品、农产品的安全性越来越关注，食品、农产品的生产厂家对包装的要求也将越来越高，许多包装印刷企业清醒认识到这些情况，想抓住机遇来提升自己的综合竞争实力，也对油墨提出更高要求。塑料凹印油墨生产正受到消防法、劳动安全法、卫生法等法规的制约，因此积极开发和应用符合环保要求的绿色凹印水性油墨将成为一个必然趋势。

    结论：所以水性塑料油墨的发展总结起来应该归纳为：

    一、端正态度，水性油墨就是一种新型的环保产品，而非溶剂油墨的简单替代品，其特征特点不等同溶剂塑料油墨。

    二、水性油墨的应用在技术上应有相应的调节如：调剂红外发热器的红外发射波长与水的敏感波长相同引起红外吸波共振，适合水的挥发。

    三、调节版的深度。使之上墨量减少、成膜厚度降低，这样有利于挥发干燥、有利于牢度发挥、有利于印刷成本的降低。

    四、水性产品是发展中产品，水性塑料油墨的结构类型也都很多，各种功能将会随着成熟而提高完善。但每一种品种都会有自己的属性不可能简单的与相似产品相等对待。

    随着世界范围内石油资源的严重短缺和国际社会对环境保护的日益重视，开发和应用节约资源、保护环境的经济环保型油墨，已成为摆在油墨工作者和印刷从业者眼前的迫切任务。这一伟大使命的开展和完成，既是相关行业建设节约型社会和和谐社会应尽的责任和义务，更是相关行业自身持续健康发展的客观需求。水性油墨由于它是用水来代替传统油墨中占30%～70%的有毒溶剂，油墨中不再含有挥发性的有机溶剂，减少了大气污染；同时使印刷车间内的环境保持清洁，因此在印刷过程中对工人的健康无不良影响；提高了安全性，降低了火灾隐患；印刷产品对消费者也不造成健康损害，由此而被业界所广泛称许。为实现可持续发展，虽然水性油墨在性能及使用方面还有许多不尽人意的方面，但随着原料生产、油墨制造、基才制造、印刷机设计、干燥和印刷装备制造等各方面的进步和协作，水性油墨的生产和应用将越来越广泛、普及。这也是世界环保不可抵挡的趋势要求。

    作者：武汉大学印刷研究所  马立胜