水性油墨

水性油墨是由連結料、顏料、助劑等物質組成的均勻漿狀物質。連結料提供油墨必要的轉移性能，顏料賦予油墨以色彩。水性油墨的連結料主要分為兩種類型：水稀釋型和水分散型。前者可以使用的樹脂類型有很多種，比如順丁烯二酸樹脂、紫膠、馬來酸樹脂改性蟲膠、烏拉坦、水溶性丙烯酸樹脂和水性氨基樹脂等。水分散型的連結料是在水中通過乳化的單體聚合所得，它是兩相體系，其中油相以顆粒狀在水相中分散，雖不能夠被水溶解，但能夠被水稀釋，所以也可以認為是水包油乳液型。

油墨的分類現代油墨按版型主要分為四大類：

①凸版油墨

用以印刷書刊、報紙、畫冊、單據、帳簿等的一類油墨。凸版印刷的主要特徵是印刷版面着墨部分凸出於非着墨部分。凸版油墨按印刷機種類和印製品的用途又分鉛印油墨、銅版油墨、凸版輪轉油墨、柔性凸版油墨。

②平版油墨

適用於平版印刷的一類油墨。平版印刷的版面各部分基本上處於一個平面，圖紋處親油，非圖紋處親水，利用油水相斥的原理進行印刷，故平版油墨必須具備抗水性能。按工藝分為膠印油墨、捲筒紙膠印油墨、平膠印油墨、無水膠印油墨、印鐵油墨、石印油墨、珂?版油墨。

③凹版油墨

適用凹版印刷的一類油墨。印刷時凹入於版面的圖紋部分上墨，將非圖紋部分的墨擦去或刮淨，然後進行印刷。有雕刻凹版油墨和照相凹版油墨之分。

通過印版的網孔漏印到承印表面進行印刷的一類油墨。網孔版油墨又分為謄寫油墨和絲網版油墨。

水溶性樹脂　水溶性樹脂或水分散性樹脂皆為水性油墨的連接料，它對油墨的粘度、附着力、光澤、乾燥及印刷適應性都有很大的影響。水性油墨是由水性高分子乳液、有機顏料、樹脂、表面活性劑及相關添加劑經化學過程和物理混合而製得的水基印刷油墨，由於它是用水來代替傳統油墨中佔30%～70%的有毒有機溶劑，使油墨中不再含有揮發性的有機溶劑，故在印刷過程中對工人的健康無不良影響，對大氣環境亦無污染，還消除了工作場所易燃易爆的隱患，提高了安全性。同時，相比之下，水性油墨的使用成本比溶劑型油墨的使用成本大約節省了30%左右。水墨的這種獨特優點符合日益嚴格的環保法規，在全球範圍內越來越受到包裝印刷界的青睞，並逐漸向報刊印刷行業迅速擴展。

結論

由表1可知，選用水溶性丙烯酸改性樹脂作水性油墨的連接料，其光澤度、耐候性、耐熱性、耐水性、耐化學性和耐污染性等方面均具有顯著的優勢，在直接分散溶解或合成高分子乳液時，也均能表現出優良的性能。用該樹脂製成油墨，產品可達到國外先進產品的質量水平。使用水溶性偶氮引發劑作為丙烯酸樹脂的主要引發劑後，丙烯酸樹脂的性能又得到明顯提升。

水性UV油墨一般由基料樹脂、光引發劑、添加劑和水組成。基料樹脂是油墨體系的主體成分，油墨最終固化膜的性能主要由基料樹脂決定。常用的樹脂有：不飽和聚酯、聚氨酯丙烯酸酯類、丙烯酸酯化聚丙烯酸、聚酯丙烯酸酯。

用於光固化水性油墨的不飽和聚酯，是以二元醇或多元醇與馬來酸酐進行酯化反應製備而成的。為了使樹脂具有親水性，可以利用二元醇（如聚乙二醇）引入親水結構，用含光活性基團的酸或醇封端則可獲得光活性。

聚氨酯丙烯酸酯類樹脂是研究得最多的體系。與一般的聚氨酯丙烯酸酯的差別僅在於如何在分子中引入親水性結構。與上述不飽和聚酯相似，親水性結構一般可利用二元醇單元引入。例如可利用聚乙二醇引入非離子型的親水鏈段；利用二羥甲基丙酸（D M P A ）引入羧基，得到離子型的自乳化樹脂。

光活性基團可以通過（甲基）丙烯酸羥乙酯（H E A 或 H E M A ）的羥基與聚氨酯末端異氰酸酯基（-NCO）反應引入，也可以利用丙烯酸與端羥基聚氨酯的羥基進行酯化反應得到。

丙烯酸酯化聚丙烯酸具有價廉、易製備、墨膜豐滿、光澤好等優點。一般可用丙烯酸與各種丙烯酸酯共聚引入親水性的羧基，用（甲基）丙烯酸羥乙酯或（甲基）

丙烯酸縮水甘油酯共聚引入羥基或環氧基以便進一步引入丙烯酸氧基，從而獲得光活性。

除了與油性體系所用的光引發劑在吸收性質、不變黃等方面的要求相同以外，用於水性體系的光引發劑還必須具有與水性環境相容、揮發性低等要求，以保證墨膜預乾燥（一般在60～80℃）時仍能保持所需的濃度。使用較多的光引發劑是Darocur 2959，由於其分子上比 Darocur1173多了一個羥乙氧基，使其在水中的溶解度相對較大（母體Darocur1173的溶解度僅為0.1%），因而較易在預乾燥時揮發掉。

顏料賦予了油墨顏色特徵，滿足了印刷對色彩的要求。一般的有機顏料和無機顏料都可用於水性油墨。由於水性油墨的樹脂大多為鹼溶性的，所以選用顏料時，須使用能耐鹼性的顏料。但是，水墨中顏料的分佈密度較溶劑型油墨要大得多，而水的表面張力及極性都與溶劑差別大，使得顏料分散較為困難，直接影響到油墨的穩定性、粘度和pH值。採用添加表面活性劑可增加樹脂和水的親和力及顏料與水溶性連接料的親和力，從而解決油墨的穩定性問題。水墨的粘度和pH值是需要精確控制的。當pH值高於9.5時，鹼性太強，油墨的粘度會降低，乾燥速度變慢、耐水性能變差；當pH值低於8時，鹼性又太弱，油墨的粘度升高，乾燥速度加快，會造成髒版、糊版、起泡等缺陷。在印刷過程中選用顏料時，應選擇國產顏料中色澤豔亮、粘度低、體系穩定的高級顏料來製作水性油墨。

為提高水性油墨的各項性能需添加各種助劑，而水性油墨所用助劑較溶劑型油墨更為重要。常用的水性油墨助劑有以下幾種：

用來消除水性油墨中的泡沫，用量一般為1%～2%。

主要防止水墨在貯藏、運輸中聚結、發黴，降低水墨粘度和調節水墨的pH值，一般使用氨水或乙醇胺等助劑。

分散劑、防腐劑、流平劑、增稠劑、增滑劑及交聯劑等。通過科學使用這些助劑來改善水性油墨的弱點，可提高水性油墨的穩定性能。

水性油墨所用溶劑需具有：①溶解樹脂，給與墨性；②調節粘度，給與印刷適應性；③調節乾燥速度。水性油墨還要求具有無毒的特性，因而它的溶劑主要是純淨水和少量的醇類，如水、乙醇、丁醇、異丙醇等。這些溶劑可以輔助水增強溶解樹脂的能力，提高顏料的分散性能，並加速滲透，抑止發泡。

水溶性丙烯酸樹脂25%～35%

水15%～25%

乙醇5%～15%

三乙胺5%～10%

顏料10%～30%

助劑1%～3%

將水溶性樹脂、顏料、助劑和溶劑（水）等混合，通過高速分散機攪拌分散、研磨成備用色漿。

將備用色漿、助劑和溶劑（水）等攪拌混合均勻，通過研磨分散，使之具有足夠的細度、光澤及着色力，過濾包裝即為水性油墨產品。

綜上所述，我們選擇各種不同類型和品種的水溶性丙烯酸樹脂，通過對比試驗篩選了顏料和助劑，並與丙烯酸酯類乳液復配，加入交聯劑，通過正交試驗優選配方，所研製成的水性油墨產品，經過有關單位檢測使用，證明其各項指標均達到國內外同類產品先進水平，得到了使用單位的一致好評。其主要技術指標見表2。

①顏色：與標準版近似（注：將檢樣和標準樣相近不相連地用手動展色輪展色對比）；

②細度：小於20um，儀器：0～50um刮板細度計；

③粘度：20±5s，儀器：RIGOSHA4#杯（25℃）；

④PH值：8.0～9.5儀器：便攜式PH儀（PHB—2型）；

⑤重金屬含量：符合世界包裝綠色環保標準；

⑥各項耐性：符合要求。

①使用前須充分攪拌，保持水墨成分均勻；

②開啓使用後存墨應隨即加蓋封閉好，以防塵埃掉落及結皮幹固；

③餘墨如含有雜質應先行過濾，再配新墨一併使用；

④貯存期間請避免接近高温或烈日照射，在正常條件下均貯存一年而不會變質；

⑤若發現應用水墨的粘稠度稍大時，可加適量水作調整。

由於用水作溶解載體，水性油墨具有顯著的環保安全特點：安全、無毒無害、不燃不爆，幾乎無揮發性有機氣體產生，主要表現在以下三個方面。

VOC(揮發性有機氣體)被公認為當今全球大氣污染的主要污染源之一,溶劑型油墨會散發出大量的低濃度VOC，由於水性油墨用水作溶解載體．所以無論是在其生產過程中，還是被用於印刷時，幾乎不會向大氣散發揮發性有機氣體(VOC)，。這是溶劑型油墨所無法比擬的。溶劑型油墨在生產過程中，散發出大量的低濃度VOC。根據估算，一般溶劑型油墨製造工廠若採用未完全密閉的生產設備，有機溶劑的揮發損失約佔油墨產量的0．3%～1%。而對於低濃度VOC的處理，除了絕少數油墨工廠採用如活性炭吸附等高成本的處理方法外．大多數都高空直接排入大氣。不僅如此，在印刷過程中，溶劑型油墨中的有機溶劑幾乎完全被幹燥而快速揮發出來．除了在印刷機上方的高濃度VOC被採用如催化燃燒或微生物處理工藝處理外，瀰漫在印刷車間空氣中的低濃度VOC往往被直接排入大氣，如果按照溶劑型油墨中有機溶劑所佔比例為25%～35%計算，其直接排入大氣環境的VOC數量相當驚人。而水性油墨恰恰克服了這一缺點。這一獨有的對大氣環境無污染的特點正在被越來越多的印刷企業所看好。

保證食品衞生安全。水性油墨完全解決了溶劑型油墨的毒性問題。由於不含有機溶劑，使得印刷品表面殘留的有毒物質大大減少。這一特性．在煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衞生條件要求嚴格的包裝印刷產品中更體現了良好的健康安全性。在人類越來越重視食品安全的當今．已經關注到了食品包裝的衞生安全．對包裝材料和包裝印刷的有害物質的的殘留量也要求嚴格。使用溶劑型油墨的印刷品要達到食品衞生安全的要求相當困難．而這對於使用水性油墨的印刷品．卻是輕而易舉的事。

由於水性油墨固有的特性——同形物含量較高．可以在較薄墨膜沉積。因此相對於溶劑型油墨．它的塗布量(單位印刷面積所消耗的油墨量)要少一些。經過試驗．與溶劑型油墨相比．減少了約10%的塗布量。也就是説，印刷相同數量和規格的印刷品．水性油墨的消耗量較溶劑型油墨減少了約10%。不僅如此，由於印刷時需要經常清洗印版．因此使用溶劑型油墨印刷．需要使用大量的有機溶劑清洗液，而使用水性油墨印刷．清洗的介質則主要是水。從資源消耗的角度看．水性油墨更加經濟．符合當今世界提倡的節約型社會的主題。

使用水性油墨印刷 ^[1]  ，首先它不需要用任何的有機溶劑稀釋，只用清水便可。印刷行業常説的“可加入多少溶劑”，如在油墨中加入30%-50%的溶劑，並錯誤地認為加入溶劑越多越好，這樣的成本就越低。其實不然，所加入的30%-50%溶劑是在整個印刷過程中加入的，這是由於溶劑的揮發引起油墨粘度變化而加入的。印刷速度越快所需調配的稀釋劑的揮發性就要越快，加入溶劑的次數就越多，這就等於不斷地增加印刷成本，所以並不是10KG油墨加入5KG溶劑後才開始印刷，以油墨行業的標準來看，油墨的色濃度高，粘度低（除絲網等）才是好油墨。這關係着油墨生產廠商所選的原材料，如樹脂的分子量的大小、配方、生產工藝等。印刷過程中溶劑的添加量除了封閉式的印刷車間外，其餘的均會因温度、風力等的因素而產生變化，油墨中加入稀釋劑只作為降低油墨的粘度，使其適宜印刷，如過量地加入，油墨的色濃度會降低，連接料的份量同時降低，這樣便印不出好產品。所以，水性油墨只加純淨水，而且是一次性加入（印前）。在印刷過程中，它不會因為粘度的變化而引起顏色的變化，更不會像油墨那樣，因印刷途中需加入稀釋劑時所產生的廢品，這就大大提高了印品的合格率，節省了溶劑的成本，減少了廢品的出現這便是水性油墨成本優勢之一。

印刷行業採購油墨，部分的企業只單一看表面價，不會考慮其他方面。如白墨，看其表面單價較為便宜，但在印刷中需採用40μ深或以上的印版來印刷，有些甚至採用60μ深的印版，這主要是因為採用35μ或以下的印版印刷後，印品的遮蓋力不夠，白度不夠，所以只能在印版上做文章，印版深就必定墨層厚、印速慢，這不單產量上不去，還會成倍地增加成本，如每KG油墨的印刷面積就大為減少，以印刷面積來算，18元/KG白墨加上稀釋劑由於其印刷面積少，所以它的成本就會成倍地增加，採用深版印刷，只適宜印品論重量交貨的企業。

採用水性油墨印刷首先硬件要好，如良好的烘乾設備，淺版等。水性油墨使用淺版來印刷，避免了水波紋的現象，提高了印刷速度，更為重要的是增加了印刷面積，如白墨採用25μ深的印版，印刷面積可達180-200平米。而用油墨印刷需用40μ或以上的印版印刷，其印刷面積只在100平米左右。一箇中型的印刷企業，如每月用墨量10噸，完成同樣的印刷量，採用水性油墨來印刷只需用5.5-6.5噸便可。例如用中檔的複合油墨來比較，5原色平均單價為25元/KG，每月10噸墨便是25萬元，加上配套30%的溶劑，平均價為8元/KG，也即3噸溶劑2.4萬元，等於要用27.4萬元的材料來完成印刷量，而同樣的印刷量使用水性油墨印刷，只需6噸，水性油墨的平均價為30元/KG，也即是用18萬元的材料完成同等印刷量，印刷企業一年便可節約100萬元的材料款，這便是人們常説的耗墨量，從以上的比較不難看出耗墨量的大小才是至關重要。綜合的計算成品，才能使企業創造更大的經濟效益。

水性油墨的生產與油墨不同，所以它的銷售方式也有所不同，油墨銷售的是成品墨，如果油墨的顏色飽和度不夠，只能制深版來適應，這不單費時，還增大了耗墨量，而水性油墨的銷售，除了成品墨外，印刷企業還可以向水性油墨生產廠商購買色漿，同時由水性油墨廠提供樹脂供應商及後工序的工藝，實行自己配墨，這樣的做法不單可大大降低成品墨的成本，還可以根據印刷訂單隨時調整印刷墨的類別，如裏印複合後，可將剩餘的水性油墨調整為表印墨，也可以將凹版表印調整為柔版印塑、印紙等。實行一墨多用，減少墨的庫存量，減少資金的佔用，這種模式以其靈活性和低成本在國外大行其道，我國有相當部分企業已採用這種做法，用這種方法配成的墨單價比購買成本墨低20%左右，按耗墨量的計算方式，只用15萬元左右的水性印刷墨便能完成27.4萬元油墨的印刷量。

水性油墨的印刷適性受印刷條件、承印物表面特性、環境温濕度、存放時間長短等客觀條件的影響，因此在使用時，需要用一些助劑對水墨做細微調整以獲得最佳的印刷效果。水性油墨中常用的助劑有色料、pH值穩定劑、慢幹劑、消泡劑、沖淡劑等，印刷中要熟悉助劑的特點和使用方法。

（1）色料用於加深顏色，其用量一般應控制在0～30%，超過30%將會使水墨中連接料含量過低，導致其附着力和耐磨性下降。

（2）pH值穩定劑用於調節和控制水性油墨的pH值，使其穩定在8.0～9.5，保證水性油墨印刷狀態。同時，它還可以調節水性油墨的黏度，並對油墨進行稀釋。

（3）慢幹劑用於降低水墨的乾燥程度，慢幹劑可以抑制和減緩水基油墨的乾燥速度，防止油墨在印版上乾燥，減少堵版和糊版等印刷故障的發生。慢幹劑的用量一般應控制在總墨量的0～10%，如果加入量過多，油墨乾燥不徹底，印刷品就會粘髒或產生異味。

（4）水性油墨沖淡劑主要用於降低顏色的深度，用量不限。但加入大量沖淡劑可能會導致水墨黏度略有上升，這時可同時加入少量稀釋劑進行調節。

（5）稀釋利主要用於降低水墨的黏度，用量應控制在3%以內，才不致降低水墨的顏色深度，並可保持水墨的pH值不變。稀釋劑應邊攪拌邊緩慢加入以防黏度過低。如果加入較多的稀釋劑或使用硬度高的自來水稀釋會產生氣泡，這時應加入消泡劑。

（6）水性油墨使用中出現泡沫問題的主要原因是其以水作 ^[2]  為稀釋劑，在乳液聚合時就必須使用一定數量的乳化劑，使乳液體系表面張力大大下降。

保障接觸操作人員的健康。溶劑型油墨在其生產製造過程中和印刷時都相當危險。有機溶劑和溶劑型油墨本身是易燃液體．有機溶劑很容易揮發．在空氣中會形成爆炸性混合氣體．達到爆炸極限濃度後遇到火星即會發生爆炸。因此．生產作業環境的火災爆炸危險性相當高。按照中國的法規，溶劑型油墨的生產屬於危險化學生產．必須具備完善的危險化學品的生產和管理條件才能取得生產的許可證。有機溶劑特有的毒性對於生產作業人員的健康極為不利。國家衞生監督行政部門將此類作業定義為職業危害性作業．對作業現場空氣中的VOC濃度有嚴格規定．作業人員須定期做職業健康體檢，以保障接觸操作人員的健康。

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41、水性油墨2

42、水性油墨、水性油墨組和分散體的製造方法

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44、水性油墨組合物

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46、絲網印染的水性聚氨酯油墨製造方法

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61、用於模版印刷的乳液油墨

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63、用於書寫工具的水基油墨組合物

64、用於塑料薄膜凸版印刷的水性油墨及其製造方法

65、用於圓珠筆的水基油墨

66、油包水型分散油墨

67、圓珠筆用水基油墨

68、紙箱專用水性油墨配方及其生產工藝

69、珠光UV水性絲網油墨

水性油墨與溶劑型油墨相比，其環保性能更進了一步。它不僅不含芳香烴溶劑，而且VOC也大大減少了，但依然無法做到零含量，仍含有少量醇、醚，甚至有機胺類。它對環境影響較小，主要是污染車間空氣。

pH值穩定劑主要是用來調節水墨pH值。水墨的pH值問題，通過各油墨生產廠商向印刷企業推廣水墨產品時常被提到，pH值低容易造成油墨結塊，pH值高的話其粘度則相對較低。一般在印刷過程中應檢測水墨pH值變化，當pH值低於8時，應加入適量的pH值穩定劑，從而使水墨保持良好的印刷狀態。歐洲國家水性油墨的pH值是以中性為標準，pH值調整在8.5時，其流動性、光澤度達到最佳狀態，但在 印刷過程中（1小時內）由於胺類溶劑的揮發，水墨粘度會迅速增高，光澤度下降，流動性變差，以至會出現大量 的不合格產品，如調整pH值，需加入 胺類溶劑，而且在印刷過程中（1小時內）要進行不斷檢測（用酸度計），稍有不慎，廢品就會出現，而且整個 車間充滿了難聞的氣味，這樣的產品在印刷適性中被視為不良 ，如水墨的pH值在7～8之 間，水墨的穩定性最好，用户可以加入純淨水作溶劑降低粘度，這樣不會增加成本，還會使水墨的樹脂味道降低。

水墨粘度過高、pH值偏低、印刷速度較快和印刷技術人員加水過多， 都容易產生氣泡。氣泡比較 大時會出現印刷品露白、上墨量少等現象，嚴重影響印刷質量。一般建議在水墨中 加抑泡劑和表面消泡劑兩種混合使用，以解決水墨起泡現象，其使用比例為1～2%.

水墨在使用過程中由於油墨廠家選用的樹脂不同 或機器轉速過快，可能會造成水墨乾燥速 度較慢。加快乾劑能調整水墨 乾燥速度達到印刷機轉速要求，提高生產效率，其使用比例為2～3%。

慢幹劑可以抑制和減緩水墨乾燥速度，起到保濕 作用，防止油墨在印版或者網紋輥上 發生乾燥，減少堵版和糊版等印刷故障的發生，使用比例為1～2%之間。

在生產色漿過程中最好加入分散劑和潤濕劑。一般水墨細度要求在101μm～25μm之間為佳，過細或過大都會對水墨流動性和流變性產生影響。黏度是指水墨的稠性，是表現水墨流動的一種指標。黏度過大會造成流動性差、乾燥慢；黏度低水墨的流動性好、乾燥快、墨層薄、用墨量少。如水墨黏度低，則色粉含量要求要高；反之，色粉含量則低。由於黏度直接影響油墨轉移性和印刷品的質量，為此，對油墨的黏度控制相當重要。在印刷過程中，黏度過低會造成色淺，粘度高會造成髒版、糊版等現象，所以在難以控制時請加入轉移劑，可以提高轉移效果，增加色彩鮮豔和立體感。

1．不能將水墨與溶劑油墨混合使用。在使用過程中適當補加水，確實需要調整黏度或乾燥速度時，適量加入醇類或酯類等助劑。

2．使用前應攪拌均勻然後倒入墨槽，用水適當調整黏度，才可以使用。未使用的應蓋好包裝桶，不能讓水墨在自然中揮發。

3．使用前應檢測各項技術指標，特別是色相是否符合自己的要求，若色相偏差較大，請通知水墨廠家進行適當調配，從而避免因色相誤差造成雙方的糾紛。

4．在印刷過程中由於水的揮發原因，會影響水墨原有的黏度和PH值，需要經常檢測黏度和PH值，需要時應適當加入純淨自來水或PH值穩定劑。

5．印刷後殘留在印刷設備上的水墨應用清水沖洗，印刷機網紋輥上的墨跡最好用清洗劑進行清洗，以便為下一次印刷服務。走出水性油墨使用誤區並不是所有的水性油墨的使用者都瞭解黏度原理，很多人會存在這樣的誤解，認為水墨黏度大就是好的水墨。可以加入很多水、印刷多一些紙箱，降低成本、提高效益。 　 其實，不根據生產設備性能，盲目購買高檔水墨，認為有了高檔水墨就可以印刷質量好的印刷品，這是非常不切實際、不科學的。高檔水墨最簡單的檢驗標準是是否存在丟色，但是認為不丟色的水墨是高檔的，或者認為高檔水墨是不丟色的，都不是特別準確的説法。