水性油墨：水性油墨與溶劑型油墨的最大區(qū)別，在于其使用的溶劑是水而不是有機(jī)溶劑，明顯減少VOC排放量，能防止大氣污染，不影響人體健康，不易燃燒，墨性穩(wěn)定，色彩鮮艷，不腐蝕版材，操作簡單，價(jià)格便宜，印后附著力好，抗水性強(qiáng)，干燥迅速，故特別適用于食品、飲料、藥品等包裝印刷品，是世界公認(rèn)的環(huán)保型印刷材料，也是目前所有印刷油墨中唯一經(jīng)美國食品藥品協(xié)會(huì)認(rèn)可的油墨。
水性油墨簡稱為水墨，柔性版水性墨也稱液體油墨，它主要由水溶性樹脂、有機(jī)顏料、溶劑及相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合研磨加工而成。水性油墨特別適用于煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷產(chǎn)品。
1.水溶性樹脂
水溶性樹脂或水分散性樹脂皆為水性墨的連接料，它對油墨的粘度、附著力、光澤、干燥及印刷適應(yīng)性都有很大的影響。在國內(nèi)，常采用松香改性馬來酸樹脂作連接料來制作油墨，但此種油墨僅能用于印刷一般紙箱，滿足不了中、高檔包裝印刷所要求的光澤和耐水性的要求。氨基甲酸乙酯樹脂的穩(wěn)定性較好，但印刷適應(yīng)性和可溶性略差一些，其他還有用苯乙烯改性馬來酸樹脂、水性氨基樹脂以及聚乙烯醇和羧甲基纖維素等，這些高分子樹脂一般均含有－COOH（羧基）、－OH（羥基）、－NH2（胺基）等親水基團(tuán)，經(jīng)過特定的工藝處理，成為完全溶于水的樹脂，可以作為水性油墨的連接料。但是，依然明顯地存在一些不盡人意的地方，且對水性油墨的印刷適應(yīng)性、光澤度、耐水性等都有不同的影響（見表1）。
馬來酸樹脂 氨基甲酸乙酯樹脂
水性氨基樹脂 羧甲基纖維素 水溶性丙烯酸樹脂
顏料分散性 中 中 良 良 優(yōu)
印刷適應(yīng)性 中 中 中 良 優(yōu)
耐濕摩擦性 中 中 良 中 優(yōu)
耐干摩擦性 差 中 差 中 優(yōu)
油墨穩(wěn)定性 中 良 中 中 優(yōu)
耐熱性 差 差 中 中 極優(yōu)
耐水性 差 差 中 差 優(yōu)
著色性 中 中 差 中 良
光澤 差 差 中 差 良
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(xué)性和耐污染性等方面均具有顯著的優(yōu)勢，在直接分散溶解或合成高分子乳液時(shí)，也均能表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。用該樹脂制成油墨，產(chǎn)品可達(dá)到國外先進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量水平。
2.水性油墨的顏料
顏料賦予了油墨顏色特征，滿足了印刷對色彩的要求。一般的有機(jī)顏料和無機(jī)顏料都可用于水性油墨。由于水性油墨的樹脂大多為堿溶性的，所以選用顏料時(shí)，須使用能耐堿性的顏料。但是，水墨中顏料的分布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(wěn)定性、粘度和pH值。采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(wěn)定性問題。水墨的粘度和pH值是需要精確控制的。當(dāng)pH值高于9.5時(shí)，堿性太強(qiáng)，油墨的粘度會(huì)降低，干燥速度變慢、耐水性能變差；當(dāng)pH值低于8時(shí)，堿性又太弱，油墨的粘度升高，干燥速度加快，會(huì)造成臟版、糊版、起泡等缺陷。在印刷過程中選用顏料時(shí)，應(yīng)選擇國產(chǎn)顏料中色澤艷亮、粘度低、體系穩(wěn)定的高級顏料來制作水性油墨。
3.水性油墨所用助劑
為提高水性油墨的各項(xiàng)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：
①消泡劑：用來消除水性油墨中的泡沫，用量一般為1％～2％。
②穩(wěn)定劑：主要防止水墨在貯藏、運(yùn)輸中聚結(jié)、發(fā)霉，降低水墨粘度和調(diào)節(jié)水墨的pH值，一般使用氨水或乙醇胺等助劑。
③其他助劑：分散劑、防腐劑、流平劑、增滑劑及交聯(lián)劑等。通過科學(xué)使用這些助劑來改善水性油墨的弱點(diǎn)，可提高水性油墨的穩(wěn)定性能。
4.水性油墨所用溶劑
水性油墨所用溶劑需具有：①溶解樹脂，給與墨性；②調(diào)節(jié)粘度，給與印刷適應(yīng)性；③調(diào)節(jié)干燥速度。水性油墨還要求具有無毒的特性，因而它的溶劑主要是純凈水和少量的醇類，如水、乙醇、丁醇、異丙醇等。這些溶劑可以輔助水增強(qiáng)溶解樹脂的能力，提高顏料的分散性能，并加速滲透，抑止發(fā)泡。
5.優(yōu)選出的水性油墨基本配方
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％
6.水性油墨的生產(chǎn)工藝
第一步為研磨制備色漿：將水溶性樹脂、顏料、助劑和溶劑（水）等混合，通過高速分散機(jī)攪拌分散、研磨成備用色漿。
第二步為配制油墨：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(xì)度、光澤及著色力，過濾包裝即為水性油墨產(chǎn)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(yàn)篩選了顏料和助劑，并與丙烯酸酯類乳液復(fù)配，加入交聯(lián)劑，通過正交試驗(yàn)優(yōu)選配方，所研制成的水性油墨產(chǎn)品，經(jīng)過有關(guān)單位檢測使用，證明其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，得到了使用單位的一致好評。其主要技術(shù)指標(biāo)見表2。 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 實(shí)測指標(biāo) 檢測標(biāo)準(zhǔn)
顏色 標(biāo)樣 近似標(biāo)樣 GB/T13217.1
著色力(％) 90～110 100 GB/T13217.6
粘度(S) 50±30 50 GB/T13217.4
光澤(％) (60℃) >80 GB/T13217.2
細(xì)度(μm) ≤10 8 GB/T13217.3
pH值 8.0～9.5 9 1
初干性(mm) 15～30 19 1
耐堿、耐水 24h 良好 1
貯存穩(wěn)定性 5～30℃ 良好
