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油墨发展的高科技倾向日益突出 行业应用广泛

随着人们对印刷品质量的要求越来越高,这就要求油墨的质量也要提高以便提高印3．0.5级和1级精度的实验机刷品的质量。所以,运用高科技发展油墨制造业便是与时俱进的发展思路,经过近几年的发展,油墨的高科技倾向日益突出,本文就油墨发展的高科技倾向加以论述。

一、环保油墨

油墨是目前印刷工业最大的污染源,世界油墨年产量已达300万吨。每年由油墨引起的全球有机挥发物(VOC)污染排放量己达几十万吨。这些有机挥发物,可以形成比二氧化碳更严重的温室效应,而且在阳光的照射下会形成氧化物和光化学烟雾,严重污染大气环境,影响人们健康。此外,食品、儿童玩具等包装印刷中使用的普通油墨,其有机溶剂、重金属等对人体有害的成分还会直接危害食用者、接触者的身体健康。而且,随着环境保护的呼声日益高涨,作为绿色印刷的主要组成部分,对油墨的环保要求也日益提高,可以说,环保油墨是今后油墨发展必须首先考虑的问题。

要使油墨符合环保要求,首先应改变油墨的成分,即采用环保型材料配制新型油墨。目前,环保油墨主要有水性油墨、UV油墨、生物油墨、大豆油油墨和一些醇溶性油墨。

1.水性油墨

水性油墨的溶剂是水,而不是有机溶剂,与一般油墨相比,使用过程中明显减少了VOC排放量,能防止大气污染,不易燃烧,墨性稳定,色彩鲜艳,不腐蚀版材,操作简单,价格便宜,印后附着力好,抗水性强,干燥迅速,故特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品,是世界公认的环保型印刷材料,也是目前所有印刷油墨中唯一被美国食品、药品协会认可的油墨。目前美国塑胶印刷中有40%采用水性油墨,其它以经济发达国家,如日本、德电磁屏蔽国、法国等在塑胶薄膜印刷中使用水性油墨的用量也愈来愈多。2004年6月,英国就立法禁止溶剂型油墨印刷食品薄膜。据有关资料报道,在美国,符合VOC规定的水性油墨必须达到在使用状态中其挥发成分比例在25%以下,水分在75%以上;水分少的油墨在使用状态下,不挥发的成分在60%以上这两个标准。水性油墨一般用于印刷纸制品及纸塑复合产品。

2.大豆油油墨

该油墨以1 00%大豆油为基础, VOC成分为0,可有效防止大气污染,改善印刷车间环境,色彩鲜艳,具有优异的上机稳定性和良好的印后加工性,对纸张的宽容度较大,同时用该油墨印刷时印刷品脱墨效果好,有利于再回收,具有典型的环保特性。起初,这种油墨由于采用的是植物型材料,干燥速度相对较慢,如今,上海DIC开发出“CLS干燥体系”技术[1],该体系能促进墨层快速成膜,使大豆油油墨拥有了比普通油墨更好的干燥性和耐摩擦性,3- 4色叠印也能显示出优于普通油墨的固着性,使摆锤处于铅垂位置并可形成牢固、耐磨的墨层。

3. UV油墨

UV(紫外光固化)油墨是指在紫外线照射下,利用不同波长和能量的紫外光使油墨连接料中的单体聚合成聚合物,使油墨成膜和干燥的油墨。UV油墨也属于油墨,作为油墨,它们必须具备艳丽的颜色(特殊情况除外),良好的印刷适性,适宜的固化干燥速率。同时,要求墨膜强韧,有良好的附着力,并具备耐磨、耐蚀、耐候等特性。它与传统油墨有同有异,见表一。

由表一可知, UV油墨是一种不用溶剂,干燥速度快,光泽好,色彩鲜艳,耐水、耐溶剂、耐磨性好的油墨。目前UV油墨已成为一种较成熟的油墨技术,其污染物排放几乎为零。据统计,UV油墨的年产量日本约1 .6万吨,欧洲约1 .8万吨,北美约1 .9万吨。需注意的是UV油墨中的水性UV油墨是目前UV油墨领域研究的新方向。因为普通UV油墨中的预聚物粘度一般都很大,需加入活性稀释剂稀释,而目前使用的稀释剂丙烯酸酯类化合物具有不同程度的皮肤刺激和毒性,因此在研制低粘度预聚物和低毒性稀释剂的同时,另一个发展方向是研究水性UV油墨,即以水和乙醇作为稀释剂,可喜的是,目前水性UV油墨已研制成功,并在一些印刷企业中得到应用。

4.生物油墨

生物油墨即利用生物技术制造的油墨,它利用天然物料表现出非生物物料所不能轻易获得的复杂功能。下面以菌视紫质为例,解释其显色原理。菌视紫质是一种生长在盐硷沼泽中被称为盐制品嗜盐杆菌体上紫色细胞膜中的一种蛋白质,此细胞膜的紫色源被称为视膜的菌视紫质成分。细胞膜通道中的胺酸与视膜牢固结合,而溶解状态下的视膜与胺酸不结合,并呈现淡黄色,当将不同波长的两组镭射,交替照射到此种蛋白质分子上,即可使此蛋白质分子在紫色结构与黄色结构间进行前后转换。它的薄膜还能依照外部电场的转换改变颜色,在常规菌视紫质中,在不同电场作用下,则会从蓝色变为淡黄色。将这种蛋白薄膜夹在组合了大量电极的透明板中,即可制成一张显示版。当对此薄膜的不同部位施用适当电压,就能“写入”一页文稿或“置入”一幅图像。跟油墨一样,菌视紫质显示版上的图像也能在普通光线下看清。目前,整个研制工作面临的主要困难是需要耗用数百伏功率的电场激发其色彩变换,研究人员正努力进行这方面的研究,期望取得突破性进展。

5.电子束固化油墨

电子束固化油墨是指在高能电子束的照射下能够迅速从流体转变成固态的油墨,又称EB油墨。这种油墨使用时节省能量,成分中不含溶剂,无溶剂挥发,对环境、承印物没有污染,较小的固化空间,加工速度快,产量高,点扩大率小,印迹亮度好,耐磨及耐化学侵蚀等优点,所以这种油墨近年来被大大推进和应用。

除了上述几种有代表性的环保油墨以外,还有许多其它新型环保油墨正在研究与开发,相信不久的将来,环保型油墨的品种越来越多。

二、防伪油墨

假冒伪劣商品对当前市场的冲击成为国际性的一大公害,在普通印刷油墨中添加特种功能材料(如荧光材料、热致变色材料等)进行印刷获取的防伪产品具有成本低卡车、检验方便等特点,市场容量较大。防伪油墨具有以下防伪特点:

一是采用力学方法(力致变形、力致变热、力致发声等),例如力致变色防伪标识,其特种功能材料外层为微型胶囊[2],内层装有染料,将其与负荷指针指零普通油墨混配、印刷,检验时只需用力施压标识表面,因受外力作用,胶囊破裂释放出染料,颜色立即改变,胶囊染料颜色任意选择可获得多种变防伪效果。

二是采用热学方法(热致变色、热致变色发光),例如在油墨中添加热致变色材料,若环境温度发生变化,颜色会发生相应的变化以达到防伪效果。

三是采用电学方法(电致变色、电致发光),例如电致变色油墨,它是在普通油墨中加入一些功能材料(如三氧化钨、导电高聚物等),当直流电压作用其上,功能材料的结构发生变化会使油墨产生外观颜色改变。

四是采用光学方法(光致变色、光致发光、隐形变色),在相应的材料上印刷隐形或有色的防伪图文。例如在钞票基底上涂的荧光油墨,它是在普通油墨中加入荧光材料,当紫外光照射时,它会辐射可见光,达到防伪目的。

五是根据客户需要,采用具有商品品牌专用的防伪油墨配方,用唯一性极强,可表征的防伪油墨产品达到保护产品的目的。

三、电子油墨

电子油墨包含带电液体油墨微粒,它使电子控制数字印刷中印刷颗粒的位置成为轧花机可能,它有极度小的颗粒(1 - 2微米),可使印刷达到更高的分辨率和光滑度,使图像边缘锐化,形成极度薄的图像层。同时电子油墨被传送至承印物上时即时干燥,无排放物,且电子油墨的色素颗粒分散于塑胶树脂中,它会阻止色素化学成分被氧化或受湿气影响,在光照射下不退色。

四、纳米技术在油墨中的应用

纳米技术是20世纪80年代末诞生并迅速崛起的高新技术,它的基本含义是在纳米范围内认识和改造自然,通过直接操喇叭作和安排原子、分子运动规律和特性,而创造新物质和改变、增强原有物质功能特性的技术方法。这意味着人们可以生产极度纯的材料和丰富多彩的新产品。目前运用现代科学技术,在油墨的制造过程中,加入3%～5%等少许比例的纳米颜料,即能改善油墨的遮蔽率、饱和度、耐旋光性、耐水性等问题。如今纳米化油墨的应用范围相当广泛,例如有纳米喷墨墨水、涂料、光电显示器等。

信息来源：中国油墨