摘要 环保型水性油墨具有无毒、地刺激性气味、地腐蚀性的优良特性，对环境和 人身体都不存在危害。可广泛应用于烟、酒、食品、药品、饮料、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印 刷产品。介绍了水性油墨的组分及配方，阐述了水性油墨的生产工艺，同时对开发环保型水性油墨的 市场前景进行了分析。
　　关键词 环境保护 水性油墨 包装印刷
　　Abstract Environment friendly water-base ink is a kind of product withou t oison,awful odour,erosion and harm to environment and body.It is applicable widely for pack age and prints of cigarette,wine,food,medicine,drinking and toyin where the rigid ruls a re set for safety and healty.This paper intro-duces the components and formulation of this kind of water-base ink and specifies its production process.the market prospect for its development is also analyzed.
　　Key words environmental protection;wter-base ink;packaging and printing
　　一、引言
　　水性油墨特别适用于烟、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。水性油墨由于不含挥发性有机溶剂，所以它不仅可以减少印刷品表面残留的毒性，使印刷设备清洗方便，而且可以降低由于静电和易燃溶剂引起的失火危险和隐患，因此水性油墨被称为新型的 “绿色”印刷材料。
　　目前不管是进口水性油墨还是国产水性油墨，都存在着不抗碱、不抗乙醇、不抗水、干燥慢、光泽度差、易造成纸张收缩等弊病，要克服上述缺点，有的采用 UV油墨，这样不仅增加了印刷工序，又提高了印刷成本，有的采用高价进口的高档水性油墨，也增加了印刷成本。这些都制约了我国包装印刷业的发展。
　　为解决这些问题，我院利用自身的优势，组织了科研人员进行攻关，经过二年多的努力，终于研制成功了高精度水性油墨系列产品。该系列产品属于环保型，具有无毒、无刺激性气味、无腐蚀性、不燃、不爆、使用安全性好的特性，产品在使用过程中可直接用自来水或乙醇稀释，对环境和人身体都不存在危害，印品于后不仅无有害残留物质，而且不溶于水、乙醇及碱性物质，完全可以取代高档的进口水性油墨。
　　二、环保型水性油墨的研发
　　水性油墨简称为水墨，它主要由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成。
　　1．水溶性树脂
　　水溶性树脂或水分散性树脂皆为水性墨的连接料，它对油墨的粘度、附着力、光泽、干燥及印刷适性都有很大的影响，国内常采用的松香改性马来酸树脂作连接料来制油墨，但此种油墨仅能用于印刷一般纸箱，满足不了中、高档包装印刷所要求的光泽和耐水性的要求。氨基甲酸乙酯树脂的稳定性较好，但印刷适性和可溶性要略差一些，其它还有用苯乙烯改性马来酸树脂、水性氨基树脂以及聚乙烯酸和羧甲基纤维素等，这些高分子树脂一般均含有-COOH（羧基）、－OH（羟基）、－NH2（胺基）等亲水基团，经过特定的工艺处理，就成为完全溶于水的树脂，可以作为水性油墨的连接料，但还是明显地存在一些不尽人意的地方，对水性油墨的印刷造性、光泽、耐水性等都有不同的影响，见表1。

　　表1 水性树脂的种类和性能

项目名称	马来酸树脂	氨基甲酸乙酯树脂	水性氨基树脂	羧甲基纤维 素	水溶性丙烯酸树脂
颜料分散性	中	中	良	良	优
印刷适性	中	中	中	良	优
耐湿摩擦性	中	中	良	中	优
耐干摩擦性	差	中	差	中	优
油墨稳定性	中	良	中	中	优
耐热性	差	差	中	中	极优
耐水性	差	差	中	差	优
着色性	中	中	差	中	良
光泽	差	差	中	差	良

由表1可知，我们选用水溶性丙烯酸改性树脂作水性油墨的连结料，它所具有的光泽度、耐候性、耐热性、耐水性、耐化学性和耐污染性等方面均具有显著的优势，使其无论在直接分散溶解或合成高分子乳液时均能表现出优良的性能，用该树脂制成的油墨可以达到国外先进产品的质量水平。
　　2．水性油墨的颜料
　　颜料赋予油墨颜色特征，满足印刷对色彩的要求，一般的有机、无机颜料都可用于水性油墨。由于水性油墨的树脂大多为碱溶性的，所以选用颜料时须使用耐碱性的颜料，但水墨中颜料的分布密度较溶剂型油墨要大得多，而水的表面张力及极性都与溶剂差别大，使得颜料分散较为困难，影响到油墨的稳定性、粘度和pH 值，我们采用添加表面活性剂来增加树脂和水的亲和力及颜料与水溶性连接料的亲和力来解决油墨的稳定性问题。另外，水墨的粘度和pH值是需要精确控制的，当 pH值高于9．5时，碱性太强，油墨的粘度会降低，干燥速度变慢、耐水性能变差，而当pH值低于8 时，即碱性太弱，油墨的粘度会升高，油墨易干燥，会造成脏版、糊版、起泡等缺陷，我们选用颜料时，均选择国产颜料中色泽艳亮、粘度低、体系稳定的高级颜料来制作水性油墨。
　　3．水性油墨用助剂
　　 为提高水性油墨的各项性能需添加各种助剂，而水性油墨用助剂较溶剂型油墨更为重要，常用的水性油墨助剂有如下几种。
　　①消泡剂：用来消除水性油墨中的泡沫，用量一般为1％～2％。
　　②水墨稳定剂：主要防止水墨在贮藏、运输中聚结、发霉，可以降低水墨粘度和调节水墨的 pH值，一般使用氨水或乙醇胺等。
　　③其它还有分散剂、防腐剂、流平剂、增滑剂及交联剂等，通过科学使用这些助剂来改善水性油墨的弱点，从而提高水性油墨的稳定性能。
　　4．水性油墨用溶剂
　　水性油墨用溶剂需具有：① 溶解树脂，给与墨性；②调节粘度，给与印刷适性；③调节干燥速度。尤其是水性油墨还要求具有无毒的特性，因而它的溶剂主要是纯净水和少量的醇类，如水、乙醇、丁醇、异丙醇等，它可以辅助水增强溶解树脂的能力，提高颜料的分散性能，并加速渗透，抑制发泡作用。
　　5．优选出的水性油墨基本配方
　　水溶性丙烯酸树脂　25％～35％
　　水　　　　　　　　15％～25％
　　乙醇　　　　　　　5％～15％
　　三乙胺　　　　　　5%～10%
　　颜料　　　　　　　10％～30％
　　助剂　　　　　　　1％～3％
　　6．水性油墨的生产工艺
　　第一步为研磨制备色浆：将水溶性树脂、颜料、助剂和溶剂（水）等混合，通过高速分散机搅拌分散、研磨成备用色浆。
　　 第二步为配制油墨：将备用色浆、助剂和溶剂（水）等搅拌混合均匀，通过研磨分散，使之具有足够的细度、光泽及着色力，过滤包装即为水性油墨产品。
　　综上所述，我们选择各种不同类型和品种的水溶性丙烯酸树脂，通过对比试验筛选了颜料和助剂，并与丙烯酸醋类乳液复配，加入交联剂，通过正交试验优选配方，所研制成的水性油墨产品，经过有关单位检测使用，证明其各项指标均达到国内外同类产品先进水平，得到了使用单位的一致好评。其主要技术指标如表2所示。

　　表2 水性油墨的主要技术指标

项目	技术指标	实测指标	检测标准
颜色	标样	近拟标样	GB/T13217.1
着色力(%)	90～110	100	GB/T13217.6
粘度(S)	50±30	50	GB/T13217.4
光泽(S)	(60℃)	＞80	GB/T13217.2
细度(μm)	≤10	8
pH值	8.0～9.5	9
初干性(mm)	15～30	19
耐碱、耐水	24h	良好
贮存稳定性	5～30℃	良好

三、环保型水性油墨的应用及市场展望
　　 环保型水性油墨目前最主要的应用领域是包装产品，其中食品包装、烟酒包装、儿童玩具包装等占有相当大的比例。随着人们环境保护意识的提高，迫切需要“绿色” 印刷材料的呼声日渐高涨。
　　据统计，我国每省平均有大小纸箱厂 1000多家，如按10％采用水性油墨来印刷高档纸箱，每省年需用水性油墨就将达到2000多吨左右，可见开发高档次的水性油墨将有十分广阔的市场前景。

[时间：2002-09-16  作者：金振华  来源：丝网印刷]