淺談彩晶裝飾玻璃用油墨的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

杜大艷 陳 璐 苗向陽 賈祥道

（中國建筑材料科學(xué)研究總院，中國建筑材料檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司，北京100024）

1 前言

彩晶裝飾玻璃是我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新興工業(yè)產(chǎn)品。選用浮法玻璃進(jìn)行深加工，經(jīng)切裁、車磨、鋼化、熱彎等多道工藝加工處理后，再進(jìn)行網(wǎng)印、噴涂、滾涂、固化，在玻璃背面形成多彩涂層的高強(qiáng)度彩色晶閃玻璃[1]。相對于其他面板而言，彩晶裝飾玻璃不僅外觀新穎時(shí)尚，“鮮、亮、透、閃”的優(yōu)勢一目了然，而且還具有質(zhì)地堅(jiān)硬，色澤鮮亮，長時(shí)間不褪色，無污染，隔熱等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)、家電、家具行業(yè)等領(lǐng)域，并出口歐美和東南亞等國[2]。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國標(biāo)委綜合[2009]59號文“關(guān)于下達(dá)2009年第一批國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知”，《彩晶裝飾玻璃》被列入國家標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃。該標(biāo)準(zhǔn)由全國工業(yè)玻璃和特種玻璃標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織，江蘇秀強(qiáng)玻璃工藝股份有限公司、中國建筑材料檢驗(yàn)認(rèn)證中心等多家單位共同制定。目前已完標(biāo)準(zhǔn)草案的編制工作，其中規(guī)定了彩晶裝飾玻璃的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及產(chǎn)品包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸和貯存。在技術(shù)要求條款中，除了對外觀質(zhì)量、玻璃彎曲度、抗沖擊性能及碎片狀態(tài)要求外，其他的十余項(xiàng)要求均是針對彩晶裝飾玻璃涂層性能的。由此可見，彩晶裝飾玻璃的質(zhì)量在很大程度上取決于涂層形成材料——油墨的性能。本文就彩晶裝飾玻璃用油墨的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行探討。

2 彩晶裝飾玻璃用油墨分類

本文所稱的彩晶裝飾玻璃用油墨主要指有機(jī)低溫固化類油墨。油墨由溶劑揮發(fā)型樹脂為粘結(jié)劑，有機(jī)染料、無機(jī)染料為色素，另外添加助劑、稀釋劑合成適合于網(wǎng)板印刷的油墨，其中又分為單組份油墨、兩液反應(yīng)型雙組份油墨[3-4]，熱固化溫度為100℃～180℃不等，廣泛用于家裝、家居、器皿、包裝容器類玻璃。

2.1 按溶劑性質(zhì)分類

溶劑在彩晶裝飾玻璃用油墨中起著分散顏料、給予油墨適當(dāng)?shù)恼扯?、流?dòng)性和轉(zhuǎn)印性能、以及借助成膜過程使各種顏料固定于玻璃表面的作用。根據(jù)溶劑化學(xué)成分的不同，可分為油性油墨和水性油墨。油性油墨以有機(jī)溶劑，例如甲苯、二甲苯等為溶劑。水性油墨是由水溶性聚合物、高級顏料和助劑經(jīng)加工而成，其溶劑主要是水[5]。水性油墨與油性油墨最大的區(qū)別在于其使用的溶劑是水而非有機(jī)溶劑，能夠明顯減少揮發(fā)性有機(jī)物VOC排放量，降低對大氣的污染，不影響人體健康，不易燃燒，有利于安全生產(chǎn)。但水性油墨光澤差、附著性差，另外油墨中水的蒸發(fā)速度較慢，所以干燥時(shí)間較長[6]。

2.2 按油墨的環(huán)保性能分類

油墨為彩晶裝飾玻璃帶來了絢麗多彩的顏色，但其中有些種類的油墨也帶來了環(huán)境問題，造成了環(huán)境污染。因此根據(jù)油墨對環(huán)境的影響分可為非環(huán)保型油墨和環(huán)保型油墨。

油墨對環(huán)境的污染主要來源于其含有的重金屬、芳香烴溶劑及揮發(fā)性有機(jī)物VOC。重金屬主要來自于顏料，大部分是無機(jī)顏料，也有部分有機(jī)顏料中含有重金屬物質(zhì)，如鉛、鎘、汞等。芳香烴溶劑主要指甲苯、二甲苯、多環(huán)芳香烴及其衍生物等。它們會(huì)伴隨油墨的干燥揮發(fā)到空氣中，不僅污染空氣，還會(huì)對印刷操作工人的身體健康造成威脅。揮發(fā)性有機(jī)化合物的種類很多，例如醇、酯、醚、酮、礦物油等。同芳香烴溶劑一樣，它會(huì)伴隨油墨干燥而揮發(fā)，從而污染空氣[7]。

對于油墨的環(huán)保性能要求，歐盟REACH法規(guī)中進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。此外ROHS指令以及國內(nèi)的SN/T 2002-2006《電子電氣產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的檢測符合性評價(jià)》和SN/T 2001.1-2006《電子電氣產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的檢測機(jī)械拆分 第1部分：通用要求》也對其進(jìn)行了規(guī)定。

3 彩晶裝飾玻璃用油墨發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

彩晶裝飾玻璃最早多采用雙組份自干型或雙組份低溫固化型油墨，用于噴涂或網(wǎng)板印刷。但雙組份油墨缺點(diǎn)是粘度變化快，印刷品膜厚不可控，同批次色差明顯；同時(shí)合成油墨固化期時(shí)間太短，加入固化劑使用時(shí)間受到限制，8小時(shí)內(nèi)使用不完就要壞掉，造成浪費(fèi)。所以大多數(shù)企業(yè)喜歡使用單組份油墨，它相對穩(wěn)定，剩余油墨可回收再利用，但烘干固化耗能多。綜上所述油墨優(yōu)缺點(diǎn)，后來有更多網(wǎng)印企業(yè)采用慢反應(yīng)固化劑或潛固化劑油墨配方，此體系合成油墨可用一個(gè)月，烘干固化時(shí)相對節(jié)能。

目前彩晶裝飾玻璃油墨，國內(nèi)規(guī)模以上的生產(chǎn)企業(yè)有10家以上。雖然目前整體上我國油墨企業(yè)遍布全國，幾乎各省都有油墨廠，但是規(guī)?；?、集團(tuán)化的企業(yè)都集中在珠江、長江三角洲和環(huán)渤海一帶，其它地區(qū)相對比較薄弱，發(fā)展不平衡。以廣東佛山最多，其次是浙江杭州，再其次是蘇州、上海等地，年產(chǎn)量3000噸以上，有些油墨廠日產(chǎn)1~2噸，月產(chǎn)20噸，總的來說產(chǎn)能大于需求，屬需方市場主流，品種多數(shù)為單組份溶劑熱固化型。進(jìn)口油墨與國產(chǎn)油墨相比，品質(zhì)差異不大，但價(jià)格偏高，采購周期長，售后服務(wù)不如國產(chǎn)方便。目前國外油墨廠也有許多轉(zhuǎn)到中國辦廠，以縮短上述差異性。國外油墨品質(zhì)相對較好一些，但針對用戶需求變化時(shí)，快速反應(yīng)能力差，不如國內(nèi)企業(yè)快速是制約發(fā)展的主要因素。而彩晶裝飾玻璃作為一種裝飾玻璃，花色、品種的流行周期較短，而且色差一直是困擾生產(chǎn)企業(yè)的難題，這必然要求彩晶裝飾玻璃生產(chǎn)廠家和油墨供應(yīng)廠家具備快速反應(yīng)能力。

由于我國的現(xiàn)代油墨制造業(yè)起步晚，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不健全，不規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)落后于國際上的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致部分符合國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的印刷品外銷時(shí)，被檢測出有害物質(zhì)含量超標(biāo)，阻礙了產(chǎn)品出口。同時(shí)在油墨的生產(chǎn)中，有機(jī)溶劑的揮發(fā)排放還沒有達(dá)到健康標(biāo)準(zhǔn)。因此，如何保障油墨的質(zhì)量安全問題就顯得尤為重要[8]。未來市場將需求產(chǎn)中、產(chǎn)后都能環(huán)保達(dá)標(biāo)，提高環(huán)保指數(shù)成為了業(yè)界的必然追求。

水性彩晶裝飾玻璃用油墨是目前發(fā)展較快的環(huán)保型油墨[9]。它以水溶性聚合物或水分散性聚合物為基材，與有機(jī)顏料、溶劑及相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合研磨加工而成。一般將水溶性的丙烯酸改性聚合物作為水性油墨的基材，利用特殊官能團(tuán)間的反應(yīng)，可使膜的光澤度、耐候性、耐水性、耐化學(xué)性和耐污染性等方面顯著的提高，用該聚合物制成的水性油墨，其質(zhì)量可達(dá)到或超過國外產(chǎn)品的水平。

紫外線固化型彩晶裝飾玻璃用油墨 (即UV彩晶裝飾玻璃用油墨) 也是環(huán)保型油墨[10]。它是由顏色料、改性丙烯酸體系預(yù)聚物、感光性單體、交聯(lián)劑、光聚合引發(fā)劑、助劑等組成，在干燥過程中經(jīng)紫外線的照射，使聚合物基材按照光聚合原理發(fā)生聚合反應(yīng)，形成油墨膜。由于紫外線固化型油墨不含有任何溶劑，閃點(diǎn)高，因此在印刷過程中不產(chǎn)生溶劑揮發(fā)，有利于保護(hù)環(huán)境。在印刷過程中，紫外線固化型油墨穩(wěn)定性好，干燥速度快，膜光澤度高，顏色復(fù)現(xiàn)性優(yōu)于普通油墨，具有優(yōu)良的耐水性、耐磨性和耐溶劑性等性能。

2010年及今后的幾年中，在國家拉動(dòng)國內(nèi)消費(fèi)、家電下鄉(xiāng)等政策的推動(dòng)下，我國家電行業(yè)將得到進(jìn)一步的發(fā)展，同時(shí)由于美國和許多西方國家的經(jīng)濟(jì)開始復(fù)蘇，家電出口也會(huì)逐步回升。這無疑將對家電玻璃的需求進(jìn)一步增大。隨著技術(shù)水平的提高，家電玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷擴(kuò)大。到2012年，全國家電玻璃行業(yè)的產(chǎn)值將達(dá)30億元以上。其中80%以上在國內(nèi)銷售，20%左右的產(chǎn)品出口。因此，彩晶裝飾玻璃的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，也必然推動(dòng)著環(huán)保型油墨的同步發(fā)展。我國對“綠色油墨”的研究也越發(fā)重視[11]。無污染少污染的新型印刷油墨、印刷材料及輔料，正越來越多地開發(fā)出來，并得到應(yīng)用，綠色環(huán)保油墨正日益變成印刷油墨界的共識(shí)和共同行動(dòng)[12]。油墨生產(chǎn)企業(yè)從本企業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系著手，從產(chǎn)品的管理、生產(chǎn)到質(zhì)量監(jiān)測的規(guī)范化開始，逐步轉(zhuǎn)向認(rèn)證并通過ISO9001質(zhì)量體系國際標(biāo)準(zhǔn)、ISO14001環(huán)境管理體系等國際標(biāo)準(zhǔn)，以此監(jiān)督并規(guī)范本企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量的環(huán)境化管理。為確保油墨產(chǎn)品中重金屬及其他有害物質(zhì)不超標(biāo)，部分油墨企業(yè)還通過了日本SONY索尼綠色合作伙伴SS-00259標(biāo)準(zhǔn)和歐盟ROHS94/62/EEC標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。目前正在制定的國家標(biāo)準(zhǔn)《彩晶裝飾玻璃》對油墨的環(huán)保性能提出了嚴(yán)格的要求，其指標(biāo)也是參照歐盟標(biāo)準(zhǔn)的要求來確定的。以上標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證與實(shí)施，將促進(jìn)中國環(huán)保油墨的快速發(fā)展。

4 發(fā)展建議

為適應(yīng)國內(nèi)外產(chǎn)品對環(huán)保型印刷油墨的需要，國內(nèi)已開始大力研發(fā)環(huán)保油墨，但與國外的產(chǎn)品相比，在性能上還有很大的距離。為了縮短與國外的差距，首先要加快UV固化油墨和水性油墨等環(huán)保型油墨的研制速度。第二，要積極借鑒國外環(huán)保油墨發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)。美國和歐盟等發(fā)達(dá)國家不僅提倡使用環(huán)保型油墨產(chǎn)品，而且對環(huán)保型油墨的性能標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格監(jiān)管，這些國家在環(huán)保指標(biāo)指標(biāo)上對進(jìn)口的油墨產(chǎn)品提出了苛刻的要求，并進(jìn)一步實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)測，從而提高了全球油墨制造業(yè)的環(huán)保要求。對此我們要加大國內(nèi)油墨行業(yè)的環(huán)保管理，同時(shí)也要大力提高國家對環(huán)保油墨產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證及實(shí)施的力度，使整個(gè)行業(yè)、每個(gè)企業(yè)乃至每個(gè)員工的環(huán)保意識(shí)都有質(zhì)的飛躍，進(jìn)而生產(chǎn)出具有優(yōu)異質(zhì)量的環(huán)保油墨產(chǎn)品。第三，積極制修訂我國環(huán)保油墨的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步鼓勵(lì)有相對優(yōu)勢的企業(yè)參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。通過有效地參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，不斷跟蹤國外先進(jìn)油墨標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)和先進(jìn)的技術(shù)成果及各國技術(shù)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以及時(shí)調(diào)整我國油墨標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，提高我國油墨國家標(biāo)準(zhǔn)的水平。在環(huán)保、安全等技術(shù)指標(biāo)方面實(shí)現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，使國際標(biāo)準(zhǔn)更多地反映出我國油墨行業(yè)的技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)利益，確保我國在國際經(jīng)濟(jì)競爭中的優(yōu)勢，從而增強(qiáng)我國油墨產(chǎn)品和技術(shù)在國際市場的競爭力[13]。

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