塑料薄膜凹版油墨的无苯化之路

随着"绿色"印刷地位的不断提高和国家对包装材料溶剂残留量的最高限制的实施,塑料薄膜凹版印刷油墨的无苯化步伐必然加快。目前塑料薄膜凹版E印刷所用的油墨主要是容剂型凹版油墨与无苯油墨,无苯油墨又分为水性凹版油墨和醇溶型凹版油墨"。传统的溶剂型油墨由于采用挥发性干燥的方式,浴剂中的甲苯等有毒气体都直接排放到大气中污染环境。而无苯油墨黏度低,流动性好;VOC含量极低,从而防止了大气污染,改善了印刷作业环境,大幅度降低了火灾隐患,可完全消除溶剂型油墨中某些有毒物质对人体的危害和对包装商品的污染。特别适宜于食品、药品等卫生条件要求严格的包装印刷产品。

本文就塑料薄膜凹版油墨的无苯化的现状和发展趋势进行分析。

1塑料薄膜凹版油墨的国内外现状

近年来,我国塑料软包装业得到了迅速发展,随着人们环保意识的增加和国家对包装材料的溶剂残留噩的最高限制(从药标的2mg/ m3到塑料复合袋8m/ m')的实施,塑料薄膜凹版印刷用无苯化油墨的比例会不断上升,烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品都将逐步采用水基凹版油墨2。目前国内主要使用醇溶型凹版油墨,水基凹版油墨研发起步较晚,价格较高,但最终必然会走向水基凹版油墨,所以水基凹版油墨在国内的潜在市场是巨大的。

在美国,符合VOC规定的塑料薄膜凹版油墨要达到下列两项标准:(1)使用状态的油墨组成中,挥发成分比例25%以下,水份在75%以上;(2）水份少的油墨在使用状态下,不挥发的成份在60%以上。目前美国凹版印刷中已有超过60%的软包装印刷品采用水基凹版油墨,其它发达国家在软包装印刷中使用水基凹版油墨也越来越多3]。水基凹版油墨销售额已是溶剂型油墨的2倍以上。

2传统溶剂型凹版油墨的特点

传统溶剂型凹版油墨大多是由连结料、颜料、有机溶剂及助剂等物质组成,其中约一半为溶剂所占。

油墨的附着牢固度,取决于油墨润湿薄膜表面的程度,即油墨本身的表面张力和塑料薄膜材料的表面张力。不同油墨对薄膜的表面张力有不同的要求,通常薄膜材料的表面张力要大于油墨的表面张力(5 ~ 10) × 10-3N/cm,才能保证油墨在薄膜表面牢固吸附。如溶剂型油墨的表面张力为34x10-5N/cm,而—般薄膜材料的表面张力大于39 × 10-'N/cm,所以用溶剂油墨印刷筹膜时油墨牢固度最好。

溶剂型凹版油墨所用的溶剂一般为甲苯,具有如下优点:(1对用于油墨的树脂及对添加剂的溶解性佳;(2)印刷过程中的干燥性良;(3)价格便宜等。单纯地用其他溶剂来取代油墨中的甲苯,要想做到与甲苯型油墨维持同等的油墨稳定性、版面防晕性、层次再现性等方面的印刷适性是有困难的。这是因为将溶剂变成无甲苯,则会使油墨的溶解性、干燥性降低,甲苯作为凹版油墨的溶剂是最便宜的,当用其他溶剂替换甲苯时,油墨和稀释溶剂的成本都相应地增加,处在当今低成本的时代,这是最头痛的问题。因此使用无苯型油墨,对用于油墨的树脂和溶剂进行研发是非常必要的。

3无苯型凹版油墨的现状及其发展

3.I水性凹版油器的现状及其发展

水性凹版油墨是由水溶性丙烯酸树脂、水溶性颜料、助剂、水及少量乙醇(3%以下)组成的。水溶性原理是:水性丙烯酸树脂含有呆水基团的羧基(--COOH),经过-一定的工艺,把它制成有机胺盐类,形成了能溶于水的粘带状液体*。

RCOOH + NH CH,CH,OH~- RCONHCH,CH, OH + H,O在水中上述产物会形成 RCH  , NHCH,CH,OH,具有良好的亲水性。

塑料薄膜水性凹版油墨的粘度.附着力、光泽、干燥及印刷的适应性等主要取决于水性丙烯酸树脂。它具有不燃烧、不爆炸的特点,完全消除了溶剂型油墨在E印刷时易燃、易爆的危害，杜绝了有机挥发物向大气排放,从而防止了大气污染;同时,改善了印刷作业环境,保障了人体健康。印刷效果较好,文字清晰,网点完整,能适应时速为40 ~ 150m/ min的快速印刷。

塑料薄膜水栓凹版油墨环保性好。水性凹版油墨在包装纸、纸盒等纸质产品印刷中应用已经很广泛,这是由于纸制品蒸发干燥和吸收干燥较好的缘故;而用于塑料薄膜印刷目前国内尚处于起步阶段,虽已有广家生产,但没有太大的进展,这主要是由于水性凹版塑料薄膜油墨在印刷中的附着力,D刷速度,光泽度、耐磨性等方面还不能完全达到溶剂型油墨的性能标准。

3.2醇溶性凹版油墨的现状及其发展

目前,食品行业的著名厂家均看好饮料、液态奶市场,国内已上马相关生产线,但是纸塑复合砖型包装成本高居不下,无法满足速食、大众化液态奶包装发展需要。食品企业在竞争的压力下,开始注重追求相关辅助原料成本的降低。以PE共挤膜为基材包装牛奶等内容物,不仅可以达到7~30天的保质期,而且包装成本大幅度下降。正是在这样的背景下,液体软包装得到了迅速发展壮大,也带动了印刷软包装用油墨的快速发展。在市场上的塑料凹版油墨中,以聚酰胺类或改性为连接料的居多,该类型的油墨用于聚乙烯薄膜,墨层附着牢度好,有良好的光泽;但聚酰胺类的油墨普遍存在抗水性差,不耐油脂，不耐冷冻等性能缺陷。在夏季高温印刷使用该类型的油墨,容易产生发粘、软化现象;在冬季低温印刷时,会产生凝冻现象。

液体包在灌装﹑流通及储放等后加工过程中,要经高温杀菌或冷冻等工艺,因此,聚酰胺类表印油墨所固有的缺陷就无法满足疲体包装的要求。有些厂家已采用聚酯(改性)为连结料，具有醇溶、耐水、耐煮沸、抗双氧水杀菌特性,从根本上改进了聚酰胺类油墨的缺陷,杜绝了包装袋对内容物的污染,保证了食品的卫生和风味。该油墨主要用于高压聚乙烯膜,如液体包装.出口日用品外包装等;同时可用于BOPP(可热封)表印,制作高要求的饼千包装。另外,由于具有良好的耐高温特性,已成功用于利乐结构的饮料包装。

4塑料薄膜凹版油墨的无苯化之路

随着技术的进步,水性凹版油墨注定会替代现在使用的有机溶剂型凹版油墨,但鉴于目前水性油墨的特性以及我国现有的印刷机械设备状况,水性凹版油墨在塑料软包装上大面积的推广尚需时日。水性凹版油墨使用水作为溶剂载体,挥发速度较慢,这就要求印刷机要有更强的烘干能力,吹排风能力;由于水的化学作用,O刷机械中接触水的组件需要更高的耐腐蚀、抗锈性能,比如版混、刮刀、墨泵等。因此,相比于目前的甲苯类油墨,醇溶油墨容易被环境所接受,解决了因为甲苯的使用所带来的对环境的破坏和对人体健康的伤害,以及由于芳香经的高沸点.易保留性造成印刷品溶剂残留多、有异味,影响包装内容物的问题。

因此使用在油墨中兼用醇系有机溶剂,是推动采用水性油墨比较现实的做法。作为应对食品包装材料必须降低残留的有机溶剂的法规要求,水性化是非常有效的手段。目前在软包装领域完全采用水性油墨还有一定困难,不过已经有一部分在开始试用。国内相关企业有必要加大这方面的投入,使水性凹版油墨早日替代溶剂型凹版油墨。

5结语

塑料薄膜水性凹版油墨是替代溶剂型凹版油墨,减少醇溶型油墨,是凹版印刷发展的必然趋势。随着国家对包装材料的浴剂残留量的最高限制的实施,塑料薄膜凹版印刷用水基凹版油墨的比例会不断上升,卫生条件要求严格的包装印刷产品都将逐步采用塑料薄膜水性凹版油墨。

参考文献:

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