水性塑料油墨附着力和干燥速度的探讨

随着人们环保意识的不断深入和国家环保标准的提高，溶剂型塑料油墨必将逐步淡出市场，取而代之的将是环保型的水性塑料油墨。然而，作为一种新兴的替代产品，水性塑料油墨在技术和应用方面与国外相比，还存在诸多不足之处，造成了水性塑料墨在推广和应用上的瓶颈。面对如此尴尬的局面，本人认为必须从三个方面入手解决好推广应用中存在的问题。

   一、解决好水性油墨的附着力问题是一项十分重要的课题

目前许多厂家再生产水性塑料油墨的时候，大多把重点放在对树脂的选择上面。这本身也是一个积极的方面，因为树脂在水性体系中的溶解性，直接关系到油墨本身的流平、流动和印刷适性等诸多问题。

但是，这并不意味着随着树脂问题的解决其他问题就能迎刃而解。比如说水性油墨在塑料薄膜上的附着力问题，就是大多数厂家都在考虑和研究的课题。其中首先需要解决的就是，水性油墨与塑料薄膜表面极性的巨大差别。因为在印刷当中，极性的差别往往会直接表现在，由于表面张力的过度差别而影响到油墨在塑料薄膜上的附着力。过去我们在使用溶剂型油墨印刷时，为了解决好这方面的问题，主要是对塑料薄膜进行表面电火花处理。但是随着整个油墨体系的巨大改变化，表面张力的大跨度提高，传统的方法已经不能完全满足体系与薄膜的附着牢度问题。

我们都知道，塑料薄膜的表面张力一般只有三十几，最高的也不超过46mN／m，而水的表面张力都在70mN／m以上，如此大的差距对附着力的影响程度将是不言而喻的。因此如何降低水性油墨的表面张力，使之与所料薄膜之间达成尽可能的一直与统一，是水性所料油墨生产中必须予以关注的问题。一种基材润湿剂的问世，恰恰使这一问题从根本上得到了彻底的解决。

我们认为，只要一种物质可以降低水性体系的表面张力，都可以作为基材润湿剂使用。但是由于不同底材表面张力的差别较大，那些低表面张力的底材比如塑料，聚烯烃类PP、PE、PS、PVC等表面张力大都在30mN／m左右；聚酯类PA、PC、PU等表面张力大都在40mN／m,一些表面张力高的特殊树脂，如氟树脂最高也不超过46mN／m。因此上就必须要求基材润湿剂据有更强的，降低表面张力的性能。普通基材润湿剂往往难以达到这种效果，为此我们专门开发出以聚醚改性硅油为主的高效基材润湿剂。添加了这类有机硅类润湿剂的体系，表面张力通常可以降到25mN／m以下。比如我公司生产的245、277、278、279等基材润湿剂，都具有这种超强的降低表面张力的能力。其中245还具有油水两用的广泛的通用性；278在水性体系中据有最强的降低表面张力的性能；277具有最好的性价比；279则为体系提供了一定的消泡作用。同时由于基材润湿剂降低表面张力的能力很强，所以具有增强体系流平性的特点。从这个意义上讲一般使用了基材润湿剂的体系，可以不添加或少添加流平剂。

正是因为有机硅类基材润湿剂降低表面张力的能力很强，所以在滑度方面反应出一定的弱点。对体系的滑度有要求的情况下，可以适量增加高滑度的有机硅流平剂，如本公司的233。

除了水性体系以外，有机硅润湿剂还可以用到一些高极性的溶剂体系当中。在高极性体系中降低表面张力的能力比在水性当中要弱。但可以提供良好的流平效果。

有些易起泡的水性体系，使用中最好选择279，这样可以有效地借助他的消泡性能，使体系更加的稳定。我们建议，针对具体的配方，还是要以应用试验的结果为准。

二、水性油墨的干燥速度——传统工艺配方和印刷设备及印版的改进
       我们知道，水性塑料墨和溶剂型塑料墨相比，由于溶剂的重大改变往往导致干燥速度方面的严重缺陷。对此，我认为应该着手解决好以下三个方面的问题：

（一）、提高油墨含固量是重要手段之一
        过去的苯溶或醇容油墨，由于容积的挥发速度较快，干燥方面基本不存在太大的问题，所以，对含固量没有什么特别要求。而改为水性以后，问题就来了。若果还像以前那样生产，印刷速度显然不能满足生产的需要。提高含固量的目的，一是为了加快印刷过程中，油墨的固着和干燥速度。二是为下一步的浅版印刷提供良好的油墨传递性能和优良的展色性能。这是油墨生产中非常重要的一环。
        （二）、印版深度的改变是确保干燥速度的重要手段

以往的印版深度大都在35--45微米，改用水性油墨后为适应干燥速度的要求，必须将印版深度降到25微米以下，使墨层更薄，如此才能使干燥更快。这就是前面强调油墨必须是高含固量的原因，因为当印版改浅以后，低含固量的油墨，不能满足正常的油墨传递和展色需要。当然，对油墨的细度和流平性也都有更高的要求。

（三）、印刷设备的改进是不可忽视的步骤

国内目前的塑料印刷设备干燥烘道都比较短，多数是两米，个别还有0.5米的。而水的挥发速率本身比有机溶剂低得多，所以水性墨膜通过如此短的干燥烘道，无法满足彻干的要求。提高烘道温度易导致薄膜变形；增加烘道的长度则意味着在未来的印刷作业中将消耗大量的能源，最终造成印刷成本的提高。所以我认为最理想的方案是将传统的烘道干燥模式，改装为微波干燥模式。如此，既节省了能源又不至于因烘道温度不稳定而影响干燥质量，同时也可以有效地避免薄膜因高温而变形的弊端。从节约能源降低印刷成本的角度来说，微波干燥模式也具有更积极的意义。当然在不具备条件的情况下，暂时采用加长烘干通道的办法，也是可以考虑的。

三、价值观念的转变值得探究

由于水性塑料油墨目前的市场价格普遍高于溶剂型油墨的10%左右，所以印刷厂往往从成本角度考虑，推后或暂时放弃了水性塑料墨的使用。我认为有两个理由可以促成印刷企业的观念转变。

（一）、油墨的真实性价比值得考量

      1、目前看起来水性所料油墨的市场价格是比溶剂型塑料油墨高15%左右，但是水性塑料墨的浓度也比溶剂型油墨高15--20%左右，所以在实际印刷中，油墨的用量也会比溶剂墨少得多。因此其成本上并没有明显的增加。从稀释的角度来说，用水稀释油墨比用溶剂会更加大幅度的降低印刷成本。

      2、由于水性塑料墨作为一种新兴的品种，在初期研发阶段由于量少，成本会比较高一些，但是随着市场的逐步启动，市场需求量的增加，相信其成本也会越来越低，大有低于溶剂墨的可能。

（二）、附加成本的优势对比

1、溶剂型塑料油墨在印刷中必定会有较高的附加成本，特别是夏天，由于溶剂挥发较快，必须不停的向油墨中添加溶剂，以保证油墨的流动性和印刷适性。看起来溶剂型油墨是比水性的便宜，但是后续附加成本的增加却正是溶剂型油墨所带来的弊端。算一下消耗一公斤水和消耗一公斤溶剂的价值差别有多大，就自然明白了。

2、干燥模式的改变，必将为印刷厂带来降低能源消耗上的直接经济效益。

以上仅为本人对水性油墨的生产和推广使用方面的一点建议，如有不妥之处，欢迎朋友们批评斧正。
       四、推荐一款醇水溶型塑料复合油墨树脂
性能指标
1、外观： 澄明液体。
2、固含量（ %）46～50%。
3、黏度（mpa.s／25°C）：1500～2200。
4、溶解性：可溶于醇水混合溶剂，亦可适量 添加之类溶剂，存放中无沉淀析出。
用途
用该产品生产的醇水溶型塑料凹版复合油墨，比传统溶剂型油墨具有更 高的性价比和更佳的印刷适性。适用于传统印刷设备和工艺，在BOPP、 OPP所料薄膜印刷中具有优良的表现。尤其适用于食品、药品塑料软 包装复合材料的中、高速印刷，印刷质量更优。比进口同类产品具有更 大的市场竞争优势，是替代传统溶剂型油墨树脂的理想产品。