水性油墨發展 

    早在上世紀60年代，人們就開始了水性油墨的研究和應用。由于環保的要求和石油原材料的緊張，一些發達國家逐漸限制使用石油產品制造印刷油墨。于是，人們開始著手研究非有機溶劑型油墨，這使水性油墨取得了較大的進步和發展。最初水性油墨主要使用糊精、蟲膠、酪素、木質酸鈉等物質為水性油墨的連接料，制備的水性油墨主要用于一些低檔產品的印刷。
  
　　到了60年代末期，隨著材料科學的發展，松香、馬來酸改性樹脂的合成技術成功，取代了酪素、蟲膠等材料，成為水性油墨的主要材料，基本能夠滿足當時的印刷需要。但是這些初級產品依然存在一些弊端，如光澤度差、抗水性不佳、附著力差容易起泡、存放穩定性差等。后來，人們把此階段生產的水性油墨稱之為第一代產品。

　　到了70年代，由于石油危機，導致油墨用原材料再度十分緊張，同時各發達國家立法控制空氣品質，限制有機揮發物（VOC）向大氣中排放，對食品、飲料、藥品等衛生條件要求嚴格的包裝印刷制品其重金屬含量、殘留溶劑等進行限制。各國油墨研發人員繼續深入研究，制出了溶液型苯乙烯—、丙烯酸共聚樹脂為連接料的第二代水性油墨。該產品彌補了第一代水性油墨抗水性和存放穩定性差的不足，但是在光澤度和印刷適性方面與溶劑型油墨仍有差距。為此，油墨研發人員在第二代水性油墨的基礎上，引進丙烯酸類單體與苯乙烯聚合，研制出一種具有核殼結構和網狀結構的聚合物乳液樹脂。該系列樹脂大大改善了油墨的光澤度和干燥性，促進了水性油墨的發展，使水性油墨不斷拓寬與溶劑型油墨的競爭領域。水性油墨進入了一個新的發展時期。

　　我國水性油墨最早的是主要為凹版印刷服務。因當時凹版印刷油墨由苯類溶劑改進為汽油基溶劑后，雖在毒性上比苯型油墨有所降低，但易燃性并未改進。因此，就有人提出了將凹版印刷油墨再改進為無毒不燃的水性油墨，當時叫水凹油墨。由于該墨是以松香酸胺鹽為主連接料，而該連接料在水介質中存放不穩定，因此使油墨在存放中易失光、變烯，干燥性、抗水性變差，易造成紙張收縮等弊端。這使我國的凹版印刷及柔版印刷受到了限制，不得不采用進口的高檔水性油墨。由于進口油墨價格昂貴，致使無形中增加了印刷成本，限制了我國印刷業的發展。

　　后來研制出的水性油墨系列產品，具有無毒、無刺激性氣味、無腐蝕性、不易燃、不爆、使用安全性好等特點。該油墨系列可廣泛應用于金、銀卡紙、銅版紙、白板紙、瓦楞紙、不干膠紙、紙箱、紙品包裝袋及書刊雜志的印刷等。

水性油墨的研發 

　　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、有機顏料、溶劑及相關助劑經復合研磨加工而成。水性油墨特別適用于煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衛生條件要求嚴格的包裝印刷產品。 

　　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、干燥及印刷適應性都有很大的影響。在國內，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定性較好，但印刷適應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，經過特定的工藝處理，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性、光澤度、耐水性等都有不同的影響。不過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了顯著的優勢，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。用該樹脂制成油墨，產品可達到國外先進產品的質量水平。 

　　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。一般的有機顏料和無機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，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，從而解決油墨的穩定性問題。水墨的粘度和pH值是需要精確控制的。當pH值高于9.5時，堿性太強，油墨的粘度會降低，干燥速度變慢、耐水性能變差；當pH值低于8時，堿性又太弱，油墨的粘度升高，干燥速度加快，會造成臟版、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艷亮、粘度低、體系穩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： 

　�、傧�泡劑：用來消除水性油墨中的泡沫，用量一般為1％～2％。 

　�、诜�定劑：主要防止水墨在貯藏、運輸中聚結、發霉，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。 

　�、燮渌�助劑：分散劑、防腐劑、流平劑、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。 

　　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調節粘度，給與印刷適應性；③調節干燥速度。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溶解樹脂的能力，提高顏料的分散性能，并加速滲透，抑止發泡。 

　　5.優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，使之具有足夠的細度、光澤及著色力，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，并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，所研制成的水性油墨產品，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。 

     項目         技術指標         實測指標         檢測標準  
     顏色           標樣           近似標樣        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  
  貯存穩定性     5～30℃            良好                           (Trancy)