數(shù)字印刷新時(shí)期水性材料的迅速發(fā)展

賀亞星

綠色印刷體系五大閉環(huán)要素中，基材環(huán)保是核心環(huán)節(jié)。近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)，環(huán)保意識(shí)逐漸加強(qiáng)，環(huán)保印刷材料也迅速發(fā)展。消費(fèi)者對(duì)生活所需品的印刷材料的要求逐漸增多，新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。隨著數(shù)字印刷技術(shù)的不斷成熟，我們對(duì)其所需材料的環(huán)保性和使用性提出了更多要求。數(shù)字印刷代表著當(dāng)今印刷行業(yè)發(fā)展的主流方向，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，水性材料的投入使用較晚，但是隨著我國(guó)綠色印刷標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，促進(jìn)了水性材料在各個(gè)企業(yè)的使用。

水性材料一般有數(shù)碼水性紙張底涂液、水性油墨、水性不干膠、水性上光油及水性清潔劑。

數(shù)碼水性紙張底涂液

數(shù)碼水性紙張型底涂液具有環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)，該材料具有低沸點(diǎn)和低氣味的特點(diǎn)，并且配方采用水性技術(shù)。該配方具有極高的阻燃性，所以可以替代傳統(tǒng)的印刷涂覆耗材，可以在凹版印刷、輥軸印刷等涂布系統(tǒng)大有作為。數(shù)碼水性紙張型底涂液可以延長(zhǎng)印版的使用壽命，并且可以提高產(chǎn)品環(huán)保性能并降低生產(chǎn)成本。經(jīng)過優(yōu)化處理的數(shù)字印刷基材，與其他類型的底涂液相比較，在高濕度或高溫儲(chǔ)藏的條件下的固化黏合性能得到了極大的提升，極大延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用時(shí)間。

水性油墨

水性油墨也稱水基型油墨，是淡黃色水墨，主要由水溶性樹脂、有機(jī)顏料、溶劑及相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合研磨加工而成，且以水為主要溶劑。水性油墨在印刷過程中沒有VOCs的排放，因此對(duì)印刷企業(yè)和油墨生產(chǎn)工人的健康影響較小。水性油墨主要適用于藥品、飲料、食品、兒童玩具等衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷產(chǎn)品。水性油墨一般用于柔性版印刷，如今數(shù)字印刷也越來越多地使用水性油墨。

1.主要成分

水性油墨主要是由色料、連結(jié)料、助劑等物質(zhì)組成。顏料主要用于使油墨顯色;連結(jié)料能夠使油墨順利的轉(zhuǎn)移。水性油墨的連接料主要分為兩種：水稀釋型和水分散型，水稀釋型使用的樹脂有順丁烯二酸、水溶性丙烯酸、水性氨基酸樹脂等。水分散型連結(jié)料是通過乳化的單聚體聚合而成，為兩相體系或水包油乳液型。

2.數(shù)字印刷使用水性油墨的原因

①現(xiàn)在數(shù)字印刷已經(jīng)越來越普遍，在印刷業(yè)中得到比較好的評(píng)價(jià)，它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)印刷的一些不足，在數(shù)字印刷油墨的使用上又有它的特殊要求。水性油墨恰好符合這種要求?，F(xiàn)代印刷設(shè)備正向一次多色聯(lián)機(jī)印刷方向發(fā)展，因而需要油墨具有迅速干燥的特性，即油墨在轉(zhuǎn)移到承印材料后很快固著干燥，以滿足設(shè)備實(shí)現(xiàn)高速多色的連續(xù)印刷要求。

②現(xiàn)代印刷要求油墨在印機(jī)墨斗及膠輥上不會(huì)迅速干燥固著結(jié)皮，以免給正常的印刷帶來障礙，從而較好地保證印刷質(zhì)量和工效。

③要求油墨不能與印版發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不能對(duì)印版產(chǎn)生腐蝕作用，不能降低印版的耐印力。

④要求油墨色澤保持一致，每批同類型的油墨色相應(yīng)該相同，結(jié)膜牢固，印后不褪色，疊印后能產(chǎn)生光亮。除透明油墨外，各色油墨應(yīng)具有一定的遮蓋力，且套印后，疊印的油墨應(yīng)保持原來的基本色? 特征。

⑤印刷油墨還必須具有較好的防粘臟特性，即油墨印到承印物上面，瞬間不易發(fā)生印跡過底現(xiàn)象，以保證印刷工效和質(zhì)量。

⑥現(xiàn)代印刷要求的油墨細(xì)度要好，即油墨中顏料包括填充料顆粒的大小與顏料顆粒分布在連結(jié)料中要保持細(xì)而均勻，從而可較好地防止糊版。

因此在操作數(shù)字印刷機(jī)的同時(shí)，不能忽視數(shù)字印刷機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)數(shù)字印刷機(jī)油的選擇墨就不能輕視，正確地把握數(shù)字印刷機(jī)使用油墨的特殊要求，應(yīng)選擇較為環(huán)保和適合數(shù)字印刷的水性油墨。

3.影響水性油墨質(zhì)量因素有哪些

影響水性油墨的因素有油墨的光澤度、油墨的界面黏度、油墨的細(xì)度、pH值。

4.對(duì)于水性油墨的評(píng)價(jià)

數(shù)字印刷大致分為3類：一是傳統(tǒng)的碳粉模式，即利用高溫將碳粉熔融轉(zhuǎn)移到材料上，這是最為成熟的打印模式，速度較快，但是由于碳粉的局限性導(dǎo)致很多材料無法附著，預(yù)涂布在這方面也沒有較好的處理方法，同時(shí)高溫也限制了材料的使用，目前用于辦公室文件（紙張材質(zhì)）處理最多。二是目前最為廣泛的電子油墨，即HP Indigo系列，采用HP公司自己研發(fā)的電子油墨，是公認(rèn)的最為接近傳統(tǒng)膠印效果的數(shù)字印刷機(jī)，速度每分鐘40米以上（卷裝）2000～4000張以上（平張），已經(jīng)基本可以滿足工業(yè)化要求。三是較為新型的噴墨模式，用噴頭將UV或水性墨水噴于材料表面，由于是液體油墨方式所以色濃度較高色域比較寬廣，主要用于廣告行業(yè)，不足在于墨水必須經(jīng)一定時(shí)間干燥速度上不來，同時(shí)噴頭由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)容易堵塞、耗損，而噴頭價(jià)格不菲導(dǎo)致成本較高。水性油墨可以復(fù)制出的色域幾乎是所有油墨系統(tǒng)中最大的，因而水性油墨在色彩表現(xiàn)上具有天然的優(yōu)勢(shì)。但是由于水性油墨一般都基于染料和顏料配方，故其使用壽命在數(shù)日到一個(gè)月之間，并且需要與專門的涂布噴墨承印物的配合使用，這就制約了水性油墨的推廣。不過最新的惠普Latex水性油墨的推出，可能會(huì)解決這個(gè)難題。HP Latex墨水色域廣、色彩明艷濃烈、墨層輕薄，可保持介質(zhì)原有的色澤與質(zhì)感，提升墨水在硬質(zhì)承印物上的印刷效果。選用HP Latex原裝墨水，可大幅延長(zhǎng)HP打印頭的使用壽命。Latex水性油墨能提供經(jīng)久耐用、品質(zhì)優(yōu)異的印刷效果，適用于多種惠普生產(chǎn)或非惠普生產(chǎn)的介質(zhì)，即使是沒有覆膜的制品，在室外的展示持久性也可達(dá)3年。從成本上來說，由于目前有機(jī)溶劑價(jià)格的不斷上漲，溶劑型油墨的使用成本日益增高，而水性油墨的溶劑和洗網(wǎng)主要使用自來水，無疑使用成本將比溶劑型油墨低得多。另外，惠普Latex油墨被用來改善醫(yī)院環(huán)境。

水性不干膠

不干膠廣泛應(yīng)用在食品、酒類、飲料和醫(yī)藥產(chǎn)品的包裝上，其中膠黏劑是其重要成分。在數(shù)字印刷中水性不干膠的種類有PET不干膠、PVC不干膠、BOPP不干膠等。

數(shù)碼PET不干膠具有柔軟度高、阻隔效果好、耐溫性好、滲透率低的特點(diǎn)。其膠帶堅(jiān)牢度可達(dá)7級(jí)，適合大曲面貼標(biāo)，例如：電子電器標(biāo)簽、機(jī)械產(chǎn)品標(biāo)簽、化工產(chǎn)品。

數(shù)碼PVC不干膠具有柔軟度高、良好的機(jī)能性。適合較大曲面貼標(biāo)且防水防油，抗化學(xué)腐蝕。其膠帶堅(jiān)牢度也可達(dá)7級(jí)，一般用于家具用品標(biāo)簽、化妝品標(biāo)簽、電器產(chǎn)品標(biāo)簽等。

從安全無公害考慮，水性膠黏劑是發(fā)展的必然趨勢(shì)。水性膠黏劑的成分為水和樹脂，是一種環(huán)境友好型膠黏劑，可分為水溶型和水分散型。水性膠黏劑就是以水為高聚物的分散介質(zhì)，當(dāng)高聚物溶于水，稱為水溶性膠黏劑，而當(dāng)高聚物借助乳化劑的作用，分散于水中，則稱為水乳型膠黏劑。水性膠黏劑的優(yōu)點(diǎn)有：黏度大、耐熱和剪切強(qiáng)度高等特點(diǎn);對(duì)環(huán)境友好、無毒、不可燃、固含量高、可用現(xiàn)有的應(yīng)用設(shè)備和設(shè)備較易清洗。

水性上光油

水性上光油的成分一般為水、水性樹脂和改善性能的助劑，一般用來涂在印刷品表面使其具有耐磨性、耐水性、耐玷污性并且可以提高印刷品光澤度。水性上光油（或稱分散型上光劑Dispersion Coating）具有無色，無味，無有機(jī)揮發(fā)物（VOCs）、成本低、材料來源廣，有良好的光澤性、耐折性、耐磨性和耐化學(xué)藥品性，經(jīng)濟(jì)衛(wèi)生等特點(diǎn)。例如水性環(huán)保數(shù)字光油，其特點(diǎn)為：干燥快不結(jié)皮，適用于Indigo印刷品面涂，與電子油墨親和力強(qiáng)，可任意涂布。水性環(huán)保數(shù)字光油普遍應(yīng)用于日用品、電子產(chǎn)品、化妝品等包裝領(lǐng)域。水性環(huán)保數(shù)字光油優(yōu)點(diǎn)可以大致歸納為如下幾點(diǎn)：

①透明度高，光澤度好，對(duì)印刷品顏色無影響，被印物光亮，在長(zhǎng)期強(qiáng)烈日光的照射下，水性上光油不易泛黃。

②耐磨性強(qiáng)，抗劃痕，被印物表面耐磨、不掉色、斥水、斥油，深受用戶的歡迎和信賴，尤其是煙盒，在速度高達(dá)300～500包/分的高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，煙標(biāo)要承受很大的機(jī)械負(fù)荷，為此印刷品不僅需要上光，而且要有很強(qiáng)的耐磨性，水性上光油不僅能完全滿足這一要求，而且無論是凹印還是膠印均無發(fā)現(xiàn)煙包掉色的現(xiàn)象。

③結(jié)膜速度快，干燥迅速。

④使用、運(yùn)輸、貯藏方便、安全，水性上光油有利于安全生產(chǎn)和改善職工勞動(dòng)條件。

水性清潔劑

水性清潔劑是油水混合物，起表面活性劑的作用，用來清洗印刷機(jī)中殘留的油墨。水性清潔劑可用于清洗硅橡膠和塑料件，也可用于塑料的清洗。具有很好的清洗和防銹效果。在使用中安全隱患小，對(duì)人體危害小，環(huán)保性較好，但是其干燥速度要比汽油慢，所以未能得到廣泛應(yīng)用。

日本、美國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家早已經(jīng)開始使用水性材料，而我國(guó)水性材料的起步較晚。水性材料作為一種綠色材料，給印刷行業(yè)注入了新的力量，從根源上減少了VOCs的排放。任何一種水性材料都存在著諸多不足之處，例如成本高、設(shè)備要求高等，只有不斷完善水性材料在數(shù)字印刷上的應(yīng)用才能推動(dòng)綠色印刷的可持續(xù)發(fā)展。

作者單位：中國(guó)人民解放軍第一二〇五工廠

責(zé)任編輯：薛金萍 xjp@cprint.cn