水性油墨在凹印中的应用

水性凹印油墨在烟包印刷上的应用岳 洋（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东 广州 510555）摘　要：水性凹印油墨是常见的绿色环保油墨，文章基于国内烟包印刷行业对环保的迫切需求，对水性凹印油墨基本概念、优势和应用技术难点进行分析，阐明了水性凹印油墨在烟包印刷中的应用是实现绿色环保印刷的重要方式，并将持续引导烟包印刷行业朝着绿色、健康、低危害的方向发展。

关键词：水性凹印油墨；烟包印刷；环保中图分类号：TS851.6 文献标志码：A 文章编号：2096-3092（2020）02-0074-02近年来，绿色环保且可持续发展一直是印刷行业重点的转型目标，其中，绿色印刷的概念一直在印刷业内被广泛提及。

而烟包印刷需求量大、利润高，一直是印刷的重点技术领域，烟包的印刷方式主要以凹版印刷为主，由于凹版印刷的工艺比较成熟且机械成本较低，因此国内一直以来均是以凹版印刷方式为主。

但由于凹版印刷的印刷速度较快，为保证获得好的印刷效果，操作人员需要在其中加入苯类溶剂，而苯类溶剂本身有毒，其高挥发性会对人体造成致命伤害。

随着国家对印刷产品和环境的健康环保要求越来越高，挥发性有机溶剂（VOC）排放量被严格限制，因此行业内对烟包印刷中油墨性质优化的需求也越来越多。

现在，用于烟包印刷的环保油墨主要分为以下几类：水性凹印油墨、水性UV油墨以及磨砂UV油墨，文章以目前应用较为广泛的水性凹印油墨为例进行简单介绍。

1 水性凹印油墨的基本概念水性油墨最早出现在19世纪50年代后期，一些欧美国家为了减少对某些矿物资源的使用而制造水性油墨，起初水性油墨用于一般书籍或杂志等印刷品。

直到20世纪60年代开始，空气污染逐渐成为世界性的问题，各行业对水性油墨的关注度大为提高，其中印刷业，尤其是对油墨要求较高的烟包印刷领域的研究人员加大了对水性凹印油墨优化性质的研究力度。

水性凹印油墨一般是由水溶性聚合树脂、色料、水、助剂等经过混合、研磨、分散、过滤后制成。

水性油墨详解水性油墨详解 (1)引言 (2)二、水性油墨的发展 (2)三、水性油墨的主要成分 (3)四、水性油墨的生产工艺 (3)4.1原材料选择与准备 (3)4.2生产工艺流程 (4)五、水性油墨的特点 (4)5.1环保性 (5)5.2安全性 (5)5.3印刷性能 (5)5.4操作性 (5)5.5经济性 (5)5.6其他特点 (6)六、水性油墨的应用领域 (6)6.1 纸类产品印刷（吸收性材料） (6)6.2塑料产品印刷（非吸收性材料） (6)七、水性油墨的印刷方式 (7)7.1凸版印刷 (7)7.2 柔版印刷 (7)7.3凹版印刷 (8)7.4 丝网印刷 (8)八、水性油墨的发展现状 (8)8.1国内水性油墨的发展现状 (9)8.2国外水性油墨的发展现状 (9)8.3水性油墨的发展趋势 (9)九、总结 (10)一、引言水性油墨是一种以水为主要溶剂或分散介质的印刷油墨体系。

它摒弃了传统溶剂型油墨中大量使用的有机溶剂，转而采用水溶性树脂作为连接料，辅以有机颜料、功能性溶剂（如水、少量醇类或醚类以调节粘度、干燥速度等）以及各种必须的助剂，通过研磨工艺加工而成。

这种独特的配方，不仅让水性油墨拥有了溶剂油墨无法比拟的环保优势，同时在印刷速度，效果，颜色，光泽度各方面也并不逊色。

在全球化环保浪潮的推动下，各行各业对可持续发展和绿色生产的需求日益迫切。

印刷行业作为传统制造业的重要组成部分，其生产过程中产生的污染问题长期以来备受关注。

传统溶剂型油墨因含有大量挥发性有机化合物（VOCs），在印刷、干燥及废弃物处理过程中易释放有害气体，对环境和人体健康构成威胁。

因此，寻找并推广替代产品，减少VOCs排放，成为印刷行业转型升级的必然选择。

水性油墨的产生以其低VOCs排放、良好的印刷适应性、易清洁的印刷设备和较短的干燥时间等优势，迅速在包装印刷、商业印刷、出版物印刷等多个领域得到应用。

从环保角度来看，水性油墨能够显著降低大气污染物的排放，改善空气质量，保护生态环境；从经济角度看，虽然初期投资可能略高于溶剂型油墨，但长期来看，其低能耗、低排放的特点有助于企业节省环保处理费用，提升品牌形象，增强市场竞争力。

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟PVC塑料凹版水性油墨的应用一中国油墨交易网讯：摘要：随着人们环保意识的不断提高，绿色环保成为21世纪的发展主题。

水性油墨由于具备无毒、不燃、不污染环境等优良特点，广泛应用在柔性版和凹版印刷中，水性油墨的应用研发成为油墨研究领域的重点。

关键词：绿色环保;水性油墨;应用研发为加快节能减排技术开发，大力推广共性节能减排技术的要求，国家《包装行业“十二五”发展规划纲要》、《塑料包装工业今后三年调整振兴规划》、《国家高新技术产业发展“十二五”规划》、《国家发展改革委关于做好中小企业节能减排工作的通知(发改企业[200713251号)》、国家质检总局自2008年1月1日实行的《食品用包装、容器，工具等制品生产许可通则》均对水性油墨的研发和产业化计划提出了要求。

塑料软包装水性印刷技术(清洁生产)产业化项目属于国家及行业重点支持和鼓励使用的“零排放”技术，符合国家相关的产业政策及技术政策。

在工业经济迅速发展过程中，人口、资源、环境的矛盾进一步加大，污染物体排放总量和农村面源污染持续增加，生态环境保护的压力日益加重。

目前中国塑料包装印刷仍以溶剂型油墨为主(约占90%)，由于这类油墨中含挥发性有机物(VOC)的有机溶剂一般占组成物的60%，因此干燥时会有大量VOC排放到大气当中，将对环境造成污染，也会对员工的身体健康构成危害，而且有机溶剂会残留在包装袋中，最终对消费者造成损害。

仅中国塑料软包装行业年排放到大气中各类溶剂就达百万吨之巨。

水性油墨区别于溶剂型油墨最大的特点在于所用的溶解载体。

溶剂型油墨的溶解载体是有机溶剂。

如甲苯、乙酸乙酯等，而水性油墨的溶解载体是水和少量的醇(约3%-5%)。

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什么是水性油墨及作用简介水性油墨简称为水墨，柔性版水性墨也称液体油墨，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。

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。

水性油墨是目前国内外绝大部分柔版包装印刷所采用的油墨，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。

水溶性树脂是水性墨的连结料，国内常选用水溶性丙烯酸改性树脂作连结料，其耐热性、耐候性、耐化学性、耐污染和光泽度等均具有显著的优势，无论直接分散溶解还是合成高分子乳液，均表现出优良的性能，水性油墨不含挥发性有机溶剂，不仅可减少印品残留的毒性，而且能防止因静电与易燃溶剂接触而起火。

水性油墨不仅是一种新型“绿色”印刷油墨，而且是替代苯溶性油墨的最佳产品。

现在水墨与油墨的适用范围不尽相同，油墨以胶印为主，水墨以柔印、凹印为主。

在欧美和日本等发达国家，水墨已经逐步取代油墨，成为除胶印外的其它印刷方式的专用墨。

以美国为例，95%的柔版印刷品采用水墨，80%的凹版印刷品采用水墨。

在国外得到广泛应用的水墨除了具有环保性外，本身性能也非常优越：墨色稳定、亮度高、着色力强、不腐蚀版材，印后附着力强，干燥速度可调，耐水性强、四色套印及专色印刷均可使用等等。

水墨在我国的开发和应用起步都较晚，但发展很快，尤其是近几年更是以成倍的速度迅猛发展。

伴随着水墨需求的增加，国产水墨的质量也得
到提高。

传统意义上水墨存在的干燥慢、光泽差、不耐水、印不实等缺点，现已得到了明显的改善。

在进口水墨价格普遍偏高的情况下，价廉物美的国产水墨已逐渐占领市场。

水性油墨在凹版印刷中的应用作者：张悦来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第10期摘要：水性油墨作为一种环保油墨，广泛应用于食品、药品包装印刷中，因其无溶剂挥发和残留的环保特性得到了广泛应用。

水性油墨应用在凹版印刷中，还存在一些需要解决的问题，最主要的问题是缺乏与之配套的印刷设备和对承印物有特殊要求。

随着科技的进步，在解决水性油墨的问题后，水性油墨的用途将更加广泛。

关键词：凹版印刷;水性油墨;油墨凹版印刷是食品药品包装印刷的主要方式，凹版印刷的安全环保直接关系到人们生活的安全健康，水性油墨在凹版印刷中的应用将成为凹版印刷研究的重点领域。

国内的凹版印刷仍旧以油剂型油墨为主，油剂型油墨易挥发，有毒且易燃，使得凹版印刷行业环保问题极为突出。

水印油墨具有不易燃、不易爆、无刺激性气味、墨色稳定、操作简便、成本低廉、安全环保等特点，是凹版印刷现存问题解决的良好方案。

1 水性油墨的特点水性油墨以水为溶剂，溶剂排放量小，对环境的污染较小。

为应对日益严重的环境问题，水性油墨在凹版印刷中的使用日益广泛。

1.1 水性油墨的分类根据连接料的不同，水性油墨可以分为水溶性、碱溶性和扩散型，碱溶性的应用较多。

水溶性油墨的连接料，包括聚乙烯、聚乙烯沘铬酮等，可以永久被水溶解，配制的油墨只適用于不接触水的场合。

碱溶性油墨连接料是一种酸性树脂碱溶液，加入适量的氢氧化钠，二者化学作用可以形成可溶性树脂盐，在油墨干燥过程中，氨挥发后会变成不溶于水的物质。

乳液型油墨连接料是悬浮在水中的细小树脂粒子，称为乳液或乳胶，与溶解的树脂相比，其优点是密度高，粘度低，乳胶中包含相当大的聚合物分子，涂层耐磨，耐热，粘附性好，缺点是印刷困难且难以清洗。

1.2 水性油墨的组成对油墨性能的影响水性油墨通常由树脂、溶剂、色料以及各种助剂组成，其组成成分对油墨的性能有一定影响。

水性油墨中树脂、色料、溶剂的含量占油墨成分的90%以上，是油墨的主要部分，共同决定了油墨的基本属性，助剂的主要作用在于改善水性油墨的综合印刷性能，水性油墨用于凹版印刷时，要根据性能的不同适当选择不同的材料。

塑料薄膜水性凹版印刷油墨的应用和最新发展塑料薄膜凹版印刷环保问题环保油墨相关标准从2007年才开始发布。

2007年，推荐性国家环保标准《环境标志技术要求胶印油墨》、《环境标志技术要求凹印油墨和柔印油墨》相继发布，其对油墨中重金属、挥发性有机物、苯类溶剂等的残留和使用做出了要求；2009年6月1日开始实施的《食品安全法》将食品包装材料、容器纳入食品安全范畴，同时实施的强制性国家标准《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》中苯类溶剂未被列入；2009年8月1日开始实施的推荐性国家标准《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》规定，苯类溶剂残留量不检出。

表1 技术性能项目油墨冲淡剂调金油颜色/级≥ 4 - -细度/um ≤20 - -粘度/s 13～50 13～50 18～50着色力/% 100±5 - -附着牢度/% ≥90 ≥90 ≥90剥离力/（N/15mm）≥0.6 ≥0.6 ≥0.6乙醇、异丙醇、正丙醇含量/% ≤30.0 ≤30.0 ≤30.0 表2 挥发性有机化合物的最大限量（单位：毫克/千克）化合物苯甲苯乙苯二甲苯苯乙烯正丁醇丁醇4-甲基-2-戊酮环已酮限量0.1 20.0 20.0 20.0 30.0 5.0 10.0 1.0 1.0表3 可溶性有害元素的最大限量（单位：毫克/千克）元素名称锑Sb 砷As 钡Ba 镉Cd 铬Cr 铅Pb汞Hg 硒Se限量60 25 1000 75 60 90 60 500《水性凹版塑料薄膜表印油墨》中华人民共和国轻工业标准QB/T 4103-2010（2010-03-01）表4 技术性能序号指标要求1 颜色/级≥42 着色力/% 95～1053 细度/um ≤204 黏度，s/察恩4#杯，25度10～355 pH 7.5～9.56 初干性，mm/30s 10～307 光泽/% ≥508 耐水性/级≥ 39 附着牢度/% ≥9010 耐摩擦性/次≥10011 VOC含量/% ≤30表5 有害元素的最大限量（单位：毫克/千克）元素名称锑Sb 砷As 钡Ba 镉Cd 铬Cr 铅Pb汞Hg 硒Se限量60 25 1000 75 60 90 60 5002013年9月10日，国务院印发《大气污染防治行动计划》规定了十条具体措施。

一、什么是水性油墨所谓水性油墨其主要是以水为溶剂经科学加工而成，水性油墨与其他印刷油墨相比，由于其不含挥发性有毒有机溶剂，故在印刷过程中对印刷机操作人员的健康无不良影响，对大气环境无污染，对印刷品本身也无污染。

由于水墨具有不易燃的特点，还可消除印刷车间内易燃易爆的隐患，有利于安全生产。

当然，现在水墨与油墨的适用范围不尽相同，油墨以胶印为主，水墨以柔印、凹印为主。

在欧美和日本等发达国家，水墨已经逐步取代油墨，成为除胶印外的其它印刷方式的专用墨。

以美国为例，95%的柔版印刷品采用水墨，80%的凹版印刷品采用水墨。

在国外得到广泛应用的水墨除了具有环保性外，本身性能也非常优越：墨色稳定、亮度高、着色力强、不腐蚀版材，印后附着力强，干燥速度可调，耐水性强、四色套印及专色印刷均可使用等等。

水墨在我国的开发和应用起步都较晚，但发展很快，尤其是近几年更是以成倍的速度迅猛发展。

伴随着水墨需求的增加，国产水墨的质量也得到提高。

传统意义上水墨存在的干燥慢、光泽差、不耐水、印不实等缺点，现已得到了明显的改善。

在进口水墨价格普遍偏高的情况下，价廉物美的国产水墨已逐渐占领市场。

二、水性油墨的组成及特点水性油墨是由水溶性树脂、高级颜料、溶剂和助剂经科学复合加工研磨而成。

水溶性树脂在油墨中主要起连接料的作用，是使颜料颗粒均匀分散，使油墨具有一定的流动性，并提供与承印物材料的粘附力，使油墨能在印刷后形成均匀的膜层。

油墨中的色相主要取决于颜料，颜料是以微粒状态均匀地分布在连接料中，颜料颗粒能够对光线产生吸收、反射、折射和透射作用，因此能够呈现一定颜色。

一般要求颜料具有鲜艳的色泽、适当的着色力和遮盖力，以及较高的分散度。

此外，根据使用目的不同，还可以具有不同的耐磨性。

溶剂的作用是溶解树脂，使油墨具有一定的流动性，在印刷过程中能够顺利地实现转移，并对油墨的粘度和干燥性能进行调整。

水性油墨的溶剂主要是水及少量乙醇。

水基油墨中常用助剂主要有：PH值稳定剂、慢干剂、消泡剂、冲淡剂等。

水性油墨技术现状概述一水性油墨的技术改造 通过近年到年的技术改进，水墨体系已成功解决了大多数原先存在的难点，如难以使用、油墨的储存、基材的局限性以及电晕处理和表面张力等问题，新一代水墨已变初始的劣势为优势，逐步成长和走向成熟。

水墨优势表现）水墨具有环境和安全方面的优势在许多的纸制品进行水墨印刷可设计成低或零；）水墨具有稳定性和低燃性的优点水墨因水的低挥发性使之拥有更好的粘度稳定性；）新一代的水基产品比溶剂体系易于清洗，使用肥皂水或弱碱性洗液洗刷就可完成印刷机部件的整个清洗工作，从而提高了生产效率。

水墨制造商已经克服了原先存在于水墨体系中的大多数困难，并正在积极努力解决现存的难点。

水墨技术应用难点）干燥时间仍是水墨应用中最重要的问题，除非印刷机配有足够的干燥设备，否则印刷速度因之而受影响。

这也是影响水墨取代溶剂墨进程快慢的最重要因素；）由于水墨溶于碱性溶液使得水墨在高磁性环境中应用受到限制；）水墨在冷冻食品包装上的应用仍不具有溶剂墨的耐性，尽管距离在快速缩短。

水性油墨的技术 快干剂水墨在使用过程中由于油墨厂家选用的树脂不同或机器转速过快，可能会造成水墨干燥速度较慢。

加快干剂能调整水墨干燥速度达到印刷机转速要求，提高生产效率，其使用比例为～。

慢干剂它可以抑制和减缓水墨干燥速度，起到保湿作用，防止油墨在印版或者网纹辊上发生干燥，减少堵版和糊版等印刷故障的发生，使用比例为～之间。

水性油墨的使用范围在前面介绍水性油墨构造和类型后，接下来我们来谈谈影响水性油墨印刷质量的一些重要因素。

在纸葙印刷中，水墨传递和墨量控制是由网纹辊来承担的，为此，一定要根据产品的要求来选择网纹辊，网纹辊网线数约为印刷品线数的四倍，才能获得较好的印刷清晰度和分辨力。

细度是指水墨中色粉颗粒的大小，在生产水墨色浆过程中完成，它是一个很关键的质量指标。

生产色浆工艺是否科学、细致对水墨的质量起到绝对作用。

在生产色浆过程中最好加入分散剂和润湿剂。