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标签印刷业里的UV油墨和水性油墨


标签印刷业采用UV油墨,似乎已是业内共识。不论是柔印标签,还是凸印标签,在油墨选择上均采用了UV油墨。而且当承印材料从铜版纸扩展到塑料薄膜,由于墨膜在非吸收性材料上的附着力问题,似乎除了采用UV油墨就别无他选。甚至如刚在标签印刷业中崭露头角的轮转胶印,选择的也是UV油墨。
    UV油墨确实是个好东西,它利用光谱的辐射能量实现油墨的干燥,VOC排放低,对环境污染小;油墨固含量高,色浓度也高;只要未经过UV灯照射,墨膜基本不干,因此结束生产任务时不必清洗墨路,油墨的合理损耗小。但UV油墨价格偏高,是溶剂型油墨和水性油墨价格的几倍,而且由于UV油墨的光引发剂感光频率同UV灯具的发光频率往往无法完全配合,无法达到共振,因此UV油墨的能量利用率较低,能耗巨大。从理论上讲,UV干燥应该利用UV灯具的频谱,但实际上用到的大多是UV灯具发出的热能,目前常用的印刷机UV干燥装置的金属抽风管往往烫到连手都不能直接放上,因此必须格外注意热量的排放。近年来,欧美市场上推出的LEDUV技术就是想解决这一问题,用LED冷光源作为照射源,将紫外光波长调整到365nm,提高UV能量的利用率,降低能耗。可惜,这种技术目前尚处于初始阶段,价格很高,国内标签印刷市场较难接受。
    水性油墨是印刷业可以接受、也愿意接受的一种环保型油墨。水性油墨中除了极少量的助剂外,很少含有机溶剂,因此水性油墨也没有VOC排放问题。但是,要想在高档标签,尤其是薄膜不干胶标签上,用柔印水性油墨来取代柔印UV油墨,业界同仁的疑惑不小。因此,柔印水性油墨作为一种在成本和环境友好性上都具有无可比拟优势的环保油墨,要想能够取代柔印UV油墨,其在印刷性能上必须要达到哪些市场需求呢?
    众所周知,水性油墨中的水溶性树脂,必须经过胺化后才能溶解于水,因此,水性油墨中的水同我们生活中用的自来水是有很大区别的。水性油墨是偏碱性的,其pH值一般在8.59.5。有些水性油墨的碱性很强,pH值甚至会达到或超过10.0。水性油墨的pH值会随着周围环境温度的变化而改变,因此,在水性油墨应用中,就像溶剂型油墨每隔1520分钟要用黏度杯测量黏度一样,水性油墨也必须要定时监测pH值。当水性油墨的pH值下降到规定值的下限之外时,其黏度会增高,干燥速度会增快,转移性能会变差。因此,必须及时添加油墨供应商提供的稳定剂(其实就是氨水一类的碱性添加剂),使水性油墨的pH值恢复到原有水平。目前,水性油墨应用中在控制pH值方面就像是一组锯齿波曲线,以时间t为轴线,pH值随t轴的延伸而逐步下降,而一旦添加了稳定剂,pH值又会即刻回升,如此循环往复,一直处于波动之中。水性油墨的pH值实际上就像锯齿波曲线一样不稳定,若要稳定,必须缩短测定pH值与添加稳定剂的时间,即提高测定pH值与添加稳定剂的频次。因此,国外标签印刷企业在水性油墨应用中常采用pH值实时控制装置,随时测定pH值,随时添加稳定剂,以维持水性油墨性能的稳定。
 
    水性油墨要及时测定pH值,并及时调整pH值,这同水性油墨制造过程中的树脂胺化技术有关。根据目前掌握的技术,丙烯酸树脂胺化一般采用3种工艺:一是有机胺工艺,二是氨水工艺,三是NaOHNaHCO3工艺。这3种工艺在性能上相差很大,成本上相差也很大,而且树脂胺化后稳定性方面的差距也很大。有机胺挥发慢,因此稳定性好,但价格贵;氨水价格便宜,但挥发快,必须及时补充;无机碱溶液价格便宜,也不挥发,但性能差。目前业内应用的水性油墨,基本上采用的是前两种工艺中的一种,或将这两种工艺结合起来,既用有机胺,也用氨水,为的是兼顾性能与成本。目前质量要求高的水性油墨,基本上不用定时去监测其pH值,也不用经常添加稳定剂。
    pH值稳定的水性油墨,其pH值在8.258.5之间,波动很小。这样的水性油墨转移性稳定,黏度稳定(由于水的蒸发潜热大,水性油墨中因为水的蒸发而引起油墨黏度变大的概率极低,水性油墨黏度增高往往是氨的挥发使pH值下降所致),因此色浓度稳定。