塑料薄膜水性凹版印刷油墨的应用和最新发展

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≥4

2 着色力/% 95～105

3 细度/um ≤20

4 黏度，s/察恩4#杯，25度10～35

5 pH 7.5～9.5

6 初干性，mm/30s 10～30

7 光泽/% ≥50

8 耐水性/级≥ 3

9 附着牢度/% ≥90

10 耐摩擦性/次≥100

11 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 60 500

2013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。第一条加大综合治理力度，减少多污染物排放。在石化、有机化工、表面涂装以及包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治。完善涂料、胶黏剂等产品挥发性有机物限值标准，推广使用水性涂料，鼓励生产、销售和使用低毒、低挥发有机溶剂。

使用溶剂型油墨印刷造成污染的案例：甘肃薯片、奶粉、牛肉干、糖果、齿豆干等包装袋，成都、重庆的怪味豆、麻辣小食品，浙江航空小食品镀铝包装，河北、山西的饼干包装，青岛的服装复合包装袋。甘肃食品袋经查苯含量实测值为9.7mg/?O。

溶剂型凹印油墨以甲苯二甲苯等为溶剂，占油墨成份30%～50%，由于其印刷适性好，干燥快，成本低而广泛使用。而凹印速度高，必须使用挥发性强的油墨才能满足印刷

要求，使凹印在所有印刷工艺中环保问题尤为突出，主要是苯类等有机溶剂和重金属残留问题。造成生产环境严重污染，对人体危害极大。无苯油墨.醇溶油墨也含有大量有机溶剂，只有水性油墨是目前各种油墨中唯一经过美国食品药品协会认可的无毒环保油墨。

水性油墨的应用现状及其原因

水性油墨应用主要以柔性版印刷和凹版印刷为主。目前国内水性凹印油墨在包装纸、纸盒等产品印刷中已经很广泛，这是由于纸制品蒸发干燥和吸收干燥较好的原故。水性油墨应用于柔版印刷，目前在国内发展也很快，水性油墨在柔印中占的比例与日俱增。但水性凹版油墨应用于塑料薄膜印刷国内尚处于起步阶段，笔者认为主要原因是：

1.由于该产品生产技术难度高，目前国内油墨生产商还没有生产出性价比更好的水墨可供彩印包装厂广泛选择。它的性能，如附着牢度、耐水性、光泽、流动性和印刷速度等能达到或超过溶剂型油墨才有可能被市场广泛接受。

2.设备：原有凹印机不是为水性油墨准备的。原有凹印机烘箱烘道长度为1米-1.5米，原印版均为深版，原有墨槽无法清洗，原温控设施或不配套，彩印厂不愿意也不好进行改进。现在已有多家公司正研究生产专用于水性油墨的凹印机，这是一个好消息。

3.政策法规：GB《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，GB/T10004-2008《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。GB/T26394-2011《水性薄膜凹印复合油墨》、

QB/T4103-2010《水性凹版塑料薄膜表印油墨》等标准颁布实施。标准有了，但宣传执行不力，没有有效的约束力，彩印包装厂普遍也就没有改变原生产状况的紧迫性，尤其是一些中小型彩印包装厂仍广泛使用含苯油墨，有法不依，法不责众。

4.油墨生产供大于求，供货通常有账期，造成了无序价格竞争，重成本而轻质量，同时也对环境造成了污染。

塑料薄膜水性凹版印刷油墨特点优势

水性油墨是高固含量、低黏度的表印、里印通用型油墨。水性油墨摆脱了有机溶剂，改善了工作环境，消除了溶剂型油墨中的有毒有害物质，消除了被包装商品的污染，应用于轮转凹版印刷机，在经过电晕处理的BOPP、PE、PVC等薄膜印制的食品袋、药品包装袋、饮料袋等包装印刷产品，适应印速50米/分钟-250米/分钟，适应低中高速印刷，具有不燃、不爆、无毒、无刺激味、墨性稳定、色彩鲜艳、不腐蚀印版、操作简便、印后附着力好、抗水性强等特点，干燥速度能够适应印刷厂的需要，四色套印和专色印均可。

水性油墨四大优势：

1. 不污染大气环境

VOC（挥发性有机气体）被公认为当今全球大气污染的主要污染源之―。由于水性油墨用水作溶解载体，所以无论是在其生产过程中，还是被用于印刷时，几乎不会向大气散发挥发VOC，这是其他油墨所无法比拟的。

对于低浓度VOC的处理，目前只有极少数包装印刷厂采用如活性炭吸附方式处理，但投资大，需200万元以上，运营维护成本高，回收后的溶剂含水高，无法使用和处理。大多数企业都选择直接排入大气。不仅如此，在印刷过程中，溶剂型油墨中的有机溶剂几乎完全被干燥而快速挥发出来，除了在印刷机上方的高浓度VOC被采用，如催化燃烧或微生物处理工艺处理外，弥漫在印刷车间空气中的低浓度VOC 往往被直接排入大气，如果按照溶剂型油墨中有机溶剂所占比例为25%～35%计算，其直接排入大气环境的VOC数量相当惊人。而水性油墨恰恰克服了这―缺点，这―独有的对大气环境无污染的特点，正在被越来越多的印刷包装企业所看好。

2.减少印刷品表面残留毒物

水性油墨不含有机溶剂，使得印刷品表面残留的有毒物质大大减少。这―特性在烟、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中，更体现了良好的健康安全性。如今人类越来越重视食品安全，对包装材料和包装印刷的有害物质残留量也要求严格，因此，使用水性

油墨是一个不错的选择。

3.减少资源消耗和降低环保成本

水性油墨有一个固有的特性―固含量较高，可以在薄墨膜沉积。因此相对于溶剂型油墨，它的涂布量（单位印刷面积所消耗的油墨量）要少一些。经试验，与溶剂型油墨相比，水性油墨可减少约10%～30%的涂布量。也就是说印刷相同数量和规格的印刷品，水性油墨的消耗量较溶剂型油墨减少了约10%～30%。

由于印刷时需要经常清洗印版，因此使用溶剂型油墨印刷，需要使用大量的有机溶剂清洗液；而使用水性油墨印刷，清洗的介质则主要是水。从资源消耗的角度看，水性油墨更加经济，符合当今世界提倡的节约型社会的主题。

4.提高了作业环境的安全性

有机溶剂和溶剂型油墨本身是易燃液体，有机溶剂很容易挥发，在空气中会形成爆炸性混合气体，达到爆炸极限浓度后遇到火星即会发生爆炸。因此，溶剂型油墨在其生产制造过程中和印刷时都相当危险。

按照中国目前的法规，溶剂型油墨的生产属于危险化学品生产。必须具备完善的危险化学品的生产和管理条件，才能取得生产许可证。有机溶剂特有的毒性对于生产作业人员的健康极为不利，国家卫生监督行政部门将此类作业定义为职业危害性作业。同时，对作业现场空气中的VOC浓度有

严格规定，作业人员需定期做职业健康体检，以保障接触操作人员的健康。使用水性油墨印刷可有效解决这―问题，大大提高了操作工人作业环境的安全性。

水性油墨是目前各种油墨中唯一经过美国食品药品协

会认可的无毒油墨。

创新产品应用案例

北京英科凡化工产品有限公司从2004年开始致力于环保型印刷油墨的研发，尤其是在水性油墨领域多有建树，先后研发成功并投产WZ型纸张凹版印刷油墨、WR型塑料薄膜柔版水性油墨、WE型塑料薄膜凹版水性油墨以及水性上光油等产品，特别是WE型塑料薄膜凹版水性油墨在附着牢度、干燥速度、颜色浓度和光泽度等性能达到国际国内同类产品先进水平。并于2010年8月4日获得国家发明专利授权，专利号：ZL 2006 10057929.3。该产品是高固含量低粘度由水作溶剂制成的环保型液状油墨，具有不燃、不爆、无毒、色彩鲜艳、高光泽、墨性稳定、印后附着力好、抗水性强等特点。要用于轮转凹版印刷机在经过火花处理的PE、PP、PET、PVC等塑料薄膜印制食品袋、购物袋、鲜奶包装袋和药物包装袋等，适应印刷速度100米/分钟以下。主要品种有WE-0815洋红、WE-0824中黄、WE-0833天蓝、WE-0851黑、WE-0840白。目前，该产品已在广东、浙江、江苏、云南、河北等地成功应用。如广州某彩印包装厂使用WE-0815

洋红、WE-0824中黄水墨印刷的塑料产品已出口至南美巴西等地。广州某城市某彩印包装厂使用红黄蓝黑白五色油墨印刷BOPP已成功。四川某著名酒业使用水性油墨印刷也获得成功。深圳田乐包装机械有限公司水性油墨印刷PET、BOPP 成功。目前该产品正逐步被越来越多的彩印包装厂使用。

通过分析水墨印刷实例，总结出彩印包装厂对凹版水性油墨的选择和要求：水性油墨性价比要好、色浓度要高、色相稳定、高光泽、黏度要低、附着牢度要高、干燥要快、能够适应低、中、高速印刷的需要。彩印包装厂对凹版水性油墨印刷是认同的、接受的。经生产印刷后证明，WE型水性油墨其性能已完全满足凹印机生产中的要求，在附着牢度、干燥速度、色浓度和光泽度等主要性能指标上已达到国内外同类产品先进水平。

经国家印刷装璜制品质量监督检验中心检验报告显示：?TQTOO-0713-2009：VOC% 标准要求≤30 实测0.1。

?TQTOO-0723-2009：铅（Pb）含量mg/kg≤90实测0.18。

?汞（Hg）铬（Cr）镉（Cd）未检出。

WE塑料薄膜水性凹版油墨

使用注意事项

1.用溶剂、洗衣粉水、水彻底清洗原印辊、刮刀等，墨槽用2层塑料薄膜盖好再加水墨。

2.黏度调节：印刷前用纯净水调节水墨黏度，控制查3

杯黏度10秒/25℃―20秒/25℃。如加新墨应再次调节黏度，以保持印品前后颜色一致。注意：不可加乙醇和水的混合液体或其他醇类调节黏度。加水量5%左右。

3.PH值调节：印刷中PH值会降低，用笔式PH计（精确度0.1）测水墨酸碱度，当PH值

4.水墨入槽后，让印版空转5分钟左右，起到润湿印版和搅拌作用后再印。印刷中墨辊不可以离开墨槽，刮刀可以离开墨辊。如临时停机，勿使印版停止转动，以免造成塞版。

5.塞版、糊版：由于水墨没有复溶性，如印刷操作不当会造成塞版、糊版。可用专用洗版液或洗衣粉水清洗，用薄膜盖好墨槽，废水绝不可以流入墨槽中。

6.烘干温度70℃以上，风量要大。

7.印版：印版采用腐蚀印版或激光雕版。电雕版（电子凹版雕刻印版）不适合水墨印刷。水墨宜用浅版印刷，版深25微米―30微米。浅版能提高印刷速度并节省油墨。

8.薄膜表面张力需电晕处理至38达因以上，可用达因笔或配制的达因液检测。

9.印后所剩水墨需装桶盖好，用洗衣粉水、清水彻底清洗设备。

10.本产品勿与其他油墨混合，以免产品不相容造成报废。

各种油墨成本测算、性价比分析

氯化聚丙烯油墨售价20元/公斤左右，溶剂为甲苯和异丙醇10元/公斤左右，综合使用成本为每公斤25元―30元左右。醇酯型油墨售价30元/公斤，加溶剂后为35元/公斤―40元/公斤左右。水性油墨售价35元/公斤―40元/公斤。由于水墨印版浅，版深15微米―28微米，水墨每平方米耗墨量是溶剂型油墨的66%左右，实际成本24元/公斤―28元/公斤。用水性凹印油墨印刷综合成本略低于溶剂型油墨和醇酯型油墨，其优异的性价比应该是彩印包装厂最佳的首选。

塑料薄膜水性凹版印刷油墨印刷

最新进展

今年初，北京英科凡化工产品有限公司、深圳市田乐包装机械制造有限公司、北京汇亿鑫电光源技术开发有限公司决定发挥各自行业中的优势，全力合作打造一种全新的塑料薄膜水性凹版印刷油墨。经过三家公司近一年的努力，于2014年11月28日在深圳进行生产印刷。电子轴凹版印刷机机械速度达到了500米/分钟，印刷速度达到了250米/分钟，最高达350米/分钟。印刷产品性能优良，水性油墨也能彻底干燥。三家公司合力打造的水性油墨高速电子轴凹版印刷机生产成功，塑料薄膜水性凹版印刷油墨高速印刷生产成功。

未来，性价比高、能够低中高速印刷、印品性能优异的塑料薄膜水性凹版油墨将是替代溶剂型油墨，减少醇溶型油墨的凹版印刷发展的必然趋势。