引言
水性油墨簡(jiǎn)稱為水墨,水性油墨與油性油墨主要區(qū)別在于溶劑的不同,水性油墨以水(45%~50%)為溶劑,VOC含量極低,對(duì)環(huán)境污染小;油性油墨以有機(jī)溶劑(甲苯、二甲苯、工業(yè)酒精等)為溶劑。在軟包裝行業(yè),由于溶劑型油墨均采用揮發(fā)性干燥為主的方式,溶劑的沸點(diǎn)越低,就越易揮發(fā)并釋放出有毒氣體污染環(huán)境,在印刷完成后其表面也有殘留的有毒物質(zhì),而水性油墨使用的溶劑是水和從VOC名單中排除的乙醇等,可以大大降低VOC的排放。
水墨構(gòu)造主要成份由無(wú)機(jī)(有機(jī))色粉、松香(丙烯酸)樹(shù)酸、助劑(消泡劑、分散劑、流平劑、穩(wěn)定劑)和水組成,構(gòu)造比較簡(jiǎn)單,投資設(shè)備不大,利潤(rùn)率相對(duì)比較高,所以目前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家較多,但是產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,全國(guó)各地生產(chǎn)紙箱水墨有一定規(guī)模的廠家僅有50家。紙箱水墨類型主要有普通水墨(松香樹(shù)脂),高檔水墨(丙烯酸樹(shù)脂)和中檔水墨(部份松香樹(shù)脂和部份丙烯酸樹(shù)脂)。因?yàn)楦邫n水墨使用的樹(shù)脂全部是丙烯酸樹(shù)脂,所以高檔水墨的干燥速度最快、耐水性最高、耐磨性最好、墨色穩(wěn)定性最高、亮度高、著色力強(qiáng)、不腐蝕版材,但其成本和技術(shù)含量都較高。很多水墨廠都以高檔水墨作為經(jīng)濟(jì)支柱。
近年來(lái),我國(guó)對(duì)食品的包裝也作出了一些規(guī)定,“綠色”印刷的地位在我國(guó)正得到不斷的提高,目前我國(guó)軟包裝方面的水性油墨以35%的用量排在其它印刷油墨之首。
2005年
4月,在杭州舉行的油墨會(huì)議上,許多專家都提出要求改善油墨的環(huán)保性與衛(wèi)生性,建議在油墨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中增強(qiáng)重金屬的控制指標(biāo)。2005年7月,蘭州某公司薯片塑料軟包裝的異味問(wèn)題,再次掀起了人們對(duì)環(huán)保油墨的關(guān)注。
隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,迫切需要“綠色”印刷材料的呼聲日漸高漲。因此,如何降低油墨的環(huán)境污染、如何提高技術(shù)創(chuàng)新,成為油墨工業(yè)最重要的發(fā)展方向,最終為發(fā)展我國(guó)的油墨工業(yè)做出新貢獻(xiàn)。所以本文想給讀者一個(gè)現(xiàn)在的水墨工業(yè)現(xiàn)狀與了解環(huán)保水墨應(yīng)用前景。
1 中國(guó)水性油墨工業(yè)現(xiàn)狀
我國(guó)油墨工業(yè)化發(fā)展速度很快。產(chǎn)量不斷增長(zhǎng),產(chǎn)品品種不斷增加,質(zhì)量不斷改善,檔次不斷提高;中、高檔產(chǎn)品所占比例不斷擴(kuò)大,有些產(chǎn)品質(zhì)量已接近或達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。
據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,2005年我國(guó)的油墨產(chǎn)量為30.23萬(wàn)噸,在2004年的25.79萬(wàn)噸的基礎(chǔ)上增長(zhǎng)了17.20%;2005年我國(guó)油墨的產(chǎn)品銷售收入為1,159,729萬(wàn)元,在去年的923,659萬(wàn)元的基礎(chǔ)上增長(zhǎng)了25.6%。數(shù)據(jù)表明,我國(guó)的油墨市場(chǎng)是發(fā)展非常迅速的。
然而由于原材料價(jià)格和能源成本的持續(xù)上漲,油墨行業(yè)利潤(rùn)率不斷下降,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。同時(shí)油墨的環(huán)保問(wèn)題也成為大家關(guān)心的問(wèn)題。
1.1 水性油墨發(fā)展回顧
早在上世紀(jì)60年代,人們就開(kāi)始了水性油墨的研究和應(yīng)用。由于環(huán)保的要求和石油原材料的緊張,一些發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸限制使用石油產(chǎn)品制造印刷油墨。于是,人們開(kāi)始著手研究非有機(jī)溶劑型油墨,這使水性油墨取得了較大的進(jìn)步和發(fā)展。最初水性油墨主要使用糊精、蟲(chóng)膠、酪素、木質(zhì)酸鈉等物質(zhì)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(chǎn)品的印刷。
到了60年代末期,隨著材料科學(xué)的發(fā)展,松香、馬來(lái)酸改性樹(shù)脂的合成技術(shù)成功,取代了酪素、蟲(chóng)膠等材料,成為水性油墨的主要材料,基本能夠滿足當(dāng)時(shí)的印刷需要。但是這些初級(jí)產(chǎn)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(wěn)定性差等。后來(lái),人們把此階段生產(chǎn)的水性油墨稱之為第一代產(chǎn)品。
到了70年代,由于石油危機(jī),導(dǎo)致油墨用原材料再度十分緊張,同時(shí)各發(fā)達(dá)國(guó)家立法控制空氣品質(zhì),限制有機(jī)揮發(fā)物(VOC)向大氣中排放,對(duì)食品、飲料、藥品等衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷制品其重金屬含量、殘留溶劑等進(jìn)行限制。各國(guó)油墨研發(fā)人員繼續(xù)深入研究,制出了溶液型苯乙烯?丙烯酸共聚樹(shù)脂為連接料的第二代水性油墨。該產(chǎn)品彌補(bǔ)了第一代水性油墨抗水性和存放穩(wěn)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(fā)人員在第二代水性油墨的基礎(chǔ)上,引進(jìn)丙烯酸類單體與苯乙烯聚合,研制出一種具有核殼結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物乳液樹(shù)脂。該系列樹(shù)脂大大改善了油墨的光澤度和干燥性,促進(jìn)了水性油墨的發(fā)展,使水性油墨不斷拓寬與溶劑型油墨的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。水性油墨進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。
中國(guó)水性油墨最先從新加坡引進(jìn)的,經(jīng)過(guò)多年使用開(kāi)發(fā)出第二代水性油墨。第三代水性油墨是直接進(jìn)口到中國(guó)的?,F(xiàn)在我們使用的高檔水墨可以說(shuō)是第四代產(chǎn)品,首先由天津油墨廠研制成功投產(chǎn),其特點(diǎn)是自行開(kāi)發(fā)樹(shù)脂或直接使用進(jìn)口樹(shù)脂生產(chǎn)。目前我國(guó)的水性油墨技術(shù)同之前相比已成熟了很多,現(xiàn)在生產(chǎn)的四色墨、網(wǎng)點(diǎn)、疊印和高速印刷紙箱水性油墨,已經(jīng)基本上能滿足大多數(shù)紙箱廠的要求。第四代的水性油墨產(chǎn)品成本低,質(zhì)量也并不遜色于進(jìn)口墨,深受客戶信賴。
2003年底,武漢現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)研究院研制出水性油墨系列產(chǎn)品,具有無(wú)毒、無(wú)刺激性氣味、無(wú)腐蝕性、不易燃、不爆、使用安全性好等特點(diǎn)。新型油墨系列可廣泛應(yīng)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(shū)刊雜志的印刷等。2004年初,上海美德精細(xì)化工有限公司最新推出了全水性低溫?zé)峁逃湍T摦a(chǎn)品的甲醛含量在15ppm以下,符合日本、德國(guó)紡織印染環(huán)保要求。MD?1002全水性低溫?zé)峁逃湍哂袠O的遮蓋力,質(zhì)感細(xì)膩,能過(guò)250目以上的絲網(wǎng),不堵網(wǎng),操作方便,油墨顏色可以自己任意調(diào)配。該油墨無(wú)氣味,屬于高品質(zhì)環(huán)保型產(chǎn)品。由于過(guò)去的熱固油墨必須經(jīng)過(guò)高溫焙烘,因此常常造成面料變色變形,而這種全水性低溫?zé)峁逃湍耆苊饬松鲜霈F(xiàn)象的發(fā)生。一般對(duì)成品熱處理可以像普通膠漿印花一樣,120度焙烘,1分鐘~2分鐘即可。該曲墨對(duì)針織物具有極好的拉伸性,水洗、于摩牢度達(dá)4級(jí)以上,在密封陰涼處保障期可達(dá)5年。它的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約電費(fèi),從而大大降低了生產(chǎn)成本。該產(chǎn)品習(xí)廣泛應(yīng)用于防水尼龍布除外的全棉、化纖等各種面料。
1.2油墨生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)狀
從我國(guó)油墨生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)狀看,近幾年來(lái),與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的油墨臺(tái)資企業(yè)發(fā)展很快,最早是杭州油墨廠,接著上海、天津,太原,順德,深圳,濟(jì)南等地的油墨廠也進(jìn)行了臺(tái)資,目前全國(guó)有40多家合資企業(yè)引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)工藝與設(shè)備,由于技術(shù)力量基礎(chǔ)較好,其油墨的產(chǎn)量約占全國(guó)油墨總產(chǎn)量的一半以上。
另外,民營(yíng)的油墨企業(yè)也占據(jù)了一定市場(chǎng),這些企業(yè)規(guī)模不大,但機(jī)制靈活,油墨價(jià)格低,銷售靈活,適應(yīng)性很強(qiáng)。我國(guó)目前有400多家油墨制造企業(yè),約70:6分布在北京、上海、天津、浙江、江蘇、廣東、山東和河北等地區(qū).但沒(méi)有?家個(gè)業(yè)的產(chǎn)量可以達(dá)創(chuàng)全國(guó)油墨總產(chǎn)量的10%。
國(guó)內(nèi)油墨企業(yè)普遍存在規(guī)模小、人才缺乏、資金不足、研發(fā)投入低等諸多問(wèn)題,技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng),生產(chǎn)技術(shù)落后于世界水平。目前,我國(guó)已形成了以上海牡丹油墨有限公司、天津東洋油墨有限公司、杭州杭華油墨有限公司,北大德力科技有限公司為代表的一批油墨生產(chǎn)的骨干企業(yè),為我國(guó)油墨工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步做出了很大貢獻(xiàn)。
從油墨產(chǎn)品情況看,為滿足印刷市場(chǎng)需要,我國(guó)依靠科技進(jìn)步,不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,主要產(chǎn)品是單張紙膠印快干油墨、卷筒紙膠印油墨、凹印油墨、柔印版油墨,絲網(wǎng)印刷油墨,印鐵油墨,紫外線固化油墨,水性油墨,防偽油墨等,上述油墨產(chǎn)品不僅品種日趨增多,達(dá)到50多種:而且質(zhì)量也越來(lái)越高,有少數(shù)企業(yè)的油墨已取得了美國(guó)潘通(Pontone)油墨顏色標(biāo)準(zhǔn)的特許權(quán)。天津東洋油墨有限公司,上海DIC油墨有限公司,浙江新東方油墨集團(tuán)有限公司、云南紅塔粵海油墨有限公司等企業(yè)已通過(guò)了ISO9000系列質(zhì)量體系的認(rèn)證。總的來(lái)看,我國(guó)生產(chǎn)的油墨大多為中低檔油墨,且供大于求,部分高檔產(chǎn)品和專用產(chǎn)品需依靠進(jìn)口。2001年進(jìn)口油墨達(dá)2.47萬(wàn)噸,金額為11.5億元。
從管理情況看,國(guó)內(nèi)主要的油墨制造企業(yè),均引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的工藝技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備,如瑞士布勒公司生產(chǎn)的珠磨機(jī),斜列式三輥軋墨機(jī)及過(guò)濾設(shè)備等生產(chǎn)線,大大提高了企業(yè)的管理水平,推動(dòng)了油墨企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。然而,我國(guó)油墨在產(chǎn)量、質(zhì)量和品種等的總體水平與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比仍有一定差距,在印刷適性方面(如轉(zhuǎn)印性,抗水性和高速印刷適性等)均有不足,產(chǎn)品的一致性還不理想,不能滿足高速度、高質(zhì)量印刷的需要。有的產(chǎn)品仍需要進(jìn)口。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)油墨用原材料在質(zhì)量,數(shù)量和品種上不能與油墨生產(chǎn)同步發(fā)展,有的原材料仍依靠進(jìn)口。另外,特種專用防偽油墨的開(kāi)發(fā)比較緩慢,還不能滿足包裝印刷、防偽印刷發(fā)展的需要,數(shù)字印刷所需的電子油墨國(guó)內(nèi)還不能生產(chǎn)。