水性油墨和EB油墨的应用现状与发展

   近年来,随着包装工业的迅速发展,健康、安全、环保等话题越来越频繁地出现在我们的生活中。特别是近两年,从国家层面提出“金山银山不如绿水青山”的治国理念,提出和实施打赢蓝天保卫战行动计划,VOCs排放的法律法规和征收标准相继推出,各级地方政府也纷纷提出VOCs排放的防治和治理方案及措施。包装印刷行业是VOCs排放相对较大的领域之一,而印刷油墨是包装印刷行业最主要的原材料之一,也是包装印刷行业产生VOCs的源头之一。那么,如何从源头上控制VOCs是摆在油墨生产企业面前的主要任务。

  众所周知,在包装印刷行业特别是食品包装领域,柔性版印刷和水性油墨及EB油墨被普遍认为是环保和绿色的印刷方式和印刷油墨。其中,水性油墨和EB油墨以其极低的VOCs含量而愈加备受关注。近日,中国生态环境部正式发布了《环境标志产品技术要求 凹印油墨和柔印油墨》(HJ/T 371-2018)标准,明确提出环保油墨产品中VOCs含量≤5%,该标准于2018年10月1日正式实施。该标准的实施将加快推动水性油墨和EB油墨的应用。本文,笔者将对水性油墨和EB油墨的应用现状与发展进行重点介绍,愿与业界一起探讨。

  水性油墨

  1.基本组成

  水性油墨的基本组成与传统油墨基本相同,即着色剂、连接料、溶剂、助剂4部分,区别于其他油墨的是所用连接料的化学结构是完全不相同的,目前市场使用较多的连接料是丙烯酸树脂和聚氨酯树脂。

  (1)丙烯酸树脂

  丙烯酸树脂分为溶液型丙烯酸树脂和乳液型丙烯酸树脂。

  ①溶液型丙烯酸树脂

  溶液型丙烯酸树脂系分子量相当低的树脂,其分子量范围在1000~15000MW。当这种树脂溶于水或水胺混合液中时,就工艺学而言是分散体,因为树脂的粒子太大,但它仍为溶液,其性能与溶剂型树脂类似。溶液型丙烯酸树脂是透明固体或液体,溶解后近似牛顿流体,自动固化,易于溶解,在非吸收性基材上附着较差,其主要用于着色剂的研磨和分散。

  ②乳液型丙烯酸树脂

  与溶液型丙烯酸相比,乳液型丙烯酸树脂品种较多,因其组成不同,粒子大小分布的差异,物理和化学特性各不相同。按结构特性,乳液型丙烯酸树脂分为胶态分散体、硬质非结膜乳液和结膜性乳液3大家族。目前市场上有较多厂家在使用。

  (2)聚氨酯树脂

  由于聚氨酯树脂,对非吸收性印刷基材(PET、PE等)有较好的附着性和良好的后加工性能,其应用领域越来越广泛。但目前由于水性聚氨酯合成过程的技术含量较高,价格相对较高,还没有被较多市场接受。相信随着我国今后对食品包装环保性能要求的提高和包装后加工要求的提升,该结构水性油墨将成为未来的发展趋势。

  由于水性油墨化学结构的特性,其配方组成成分中的溶剂绝大部分是水,使得水性油墨的干燥速度和对印刷基材的附着牢度受到一定的限制。


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