水性油墨国内发展现状如何?
水性油墨简称墨水,水性油墨和油性油墨的主要区别在于溶剂的不同。水性油墨以水(45%~50%)为溶剂,VOC含量极低,环境污染小。油性油墨使用有机溶剂(甲苯、二甲苯、工业酒精等。)作为溶剂。在软包装行业,由于溶剂型油墨主要是挥发干燥,溶剂的沸点越低,挥发性越大,释放有毒气体污染环境。印刷后其表面也会残留有毒物质,而水性油墨使用的溶剂是排除在VOC清单之外的水和乙醇,可以大大减少VOC的排放。
油墨结构的主要成分是无机(有机)色粉、松香(丙烯酸)树脂酸、添加剂(消泡剂、分散剂、流平剂、稳定剂)和水。结构比较简单,投资设备不大,利润率比较高。所以目前国内厂商很多,但是产品质量参差不齐。国内有一定规模生产纸箱油墨的厂家只有50家。纸箱油墨类型主要有普通油墨(松香树脂)、高档油墨(丙烯酸树脂)和中档油墨(部分松香树脂,部分丙烯酸树脂)。因为高档油墨使用的树脂都是丙烯酸树脂,所以高档油墨干燥速度最快,耐水性最高,耐磨性最好,油墨颜色稳定性最高,亮度高,着色力强,对版材无腐蚀,但其成本和技术含量较高。很多水墨厂以高档水墨为经济支柱。
近年来,我国也对食品包装做出了一些规定,“绿色”印刷在我国的地位也在不断提高。目前,我国软包装用水性油墨的用量以35%居其他印刷油墨之首。
2005年4月,在杭州召开的油墨会议上,许多专家要求提高油墨的环保性和卫生性,并建议在油墨行业标准中加强重金属的控制指标。2005年7月,兰州某公司薯片塑料软包装出现异味问题,再次引起人们对环保油墨的关注。
随着人们环保意识的提高,对“绿色”印刷材料的迫切需求越来越大。因此,如何减少油墨的环境污染,如何提高技术创新成为油墨行业最重要的发展方向,最终为中国油墨行业的发展做出新的贡献。因此,本文想给读者一个水墨画行业的现状,了解环保水墨画的应用前景。
1中国水性油墨行业现状
中国油墨产业化发展迅速。产量在增加,产品品种在增加,质量在提高,档次在提高;中高档产品比重不断扩大,部分产品质量已接近或达到国外同类产品水平。
据国家统计局统计,2005年中国油墨产量为30.23万吨,在2004年25.79万吨的基础上增长了17.20%。2005年中国油墨产品销售收入为1,1,597.29万元,在去年9236.59万元的基础上增长了25.6%。数据显示,中国的油墨市场发展非常迅速。
然而,由于原材料价格和能源成本的不断上涨,油墨行业的利润率不断下降,国内市场的竞争也越来越激烈。同时,油墨的环保性也成为大家关心的问题。
1.1水性油墨的发展综述
早在20世纪60年代,人们就开始了水性油墨的研究和应用。由于环境保护的要求和石油原料的短缺,一些发达国家逐渐限制使用石油产品制造印刷油墨。因此,人们开始研究非有机溶剂型油墨,这使得水性油墨有了很大的进步和发展。最初的水性油墨主要使用糊精、虫胶、酪蛋白、木质素磺酸钠等物质作为水性油墨的连结料,配制的水性油墨主要用于印刷一些低档产品。
到了20世纪60年代末,随着材料科学的发展,松香和马来酸改性树脂的合成技术成功,取代了干酪素、虫胶等材料,成为水性油墨的主要材料,基本满足了当时的印刷需要。然而,这些初级产品仍然存在一些缺点,如光泽差、耐水性差、附着力差、易起泡和储存稳定性差。后来,人们把这一阶段生产的水性油墨称为第一代产品。
20世纪70年代,由于石油危机,印刷油墨的原材料再次非常紧张。同时,发达国家立法控制空气质量,限制有机挥发性化合物(VOC)向大气中的排放,限制食品、饮料、药品等卫生条件严格的包装印刷产品的重金属含量和残留溶剂。世界各国油墨研究者继续深入研究,生产溶液苯乙烯?以丙烯酸树脂为基料的第二代水性油墨。该产品弥补了第一代水性油墨耐水性和储存稳定性差的缺点,但在光泽度和印刷适性上与溶剂型油墨仍有差距。因此,油墨科研人员在第二代水性油墨的基础上,引入丙烯酸单体和苯乙烯进行聚合,开发出一种具有核壳结构和网络结构的聚合物乳液树脂。该系列树脂大大提高了油墨的光泽度和干燥度,促进了水性油墨的发展,使水性油墨不断扩大与溶剂型油墨的竞争领域。水性油墨进入了一个新的发展时期。
中国水性油墨最早是从新加坡引进的,经过多年的使用,开发出了第二代水性油墨。第三代水性油墨直接进口到中国。目前我们使用的高档墨水可以说是第四代产品。一是天津油墨厂研制成功并投产。其特点是自行开发树脂或直接使用进口树脂进行生产。目前国内的水性油墨技术相比以前已经成熟了很多。现在四色油墨、网点、叠印、高速印刷纸箱用水性油墨基本可以满足大部分纸箱厂的要求。第四代水性油墨产品成本低,质量不逊于进口油墨,深受客户信赖。
2003年底,武汉现代工业技术学院开发出系列水性油墨产品,无毒、无刺激、无腐蚀、不燃、不爆,使用安全。新型油墨系列可广泛应用于金银卡纸、铜版纸、白板纸、瓦楞纸、不干胶纸、纸箱、纸质包装袋和书刊的印刷。2004年初,上海美德精细化工有限公司最近推出了全水性低温热固性油墨。该产品甲醛含量低于15ppm,符合日本和德国的纺织印染环保要求。MD?1002全水性低温热固性油墨遮盖力大,质地细腻,可通过250目以上筛网而不堵网,操作方便,油墨颜色可随意调节。该墨水无味,属于优质环保产品。以往的热固性墨水都要经过高温烘烤,往往会造成织物变色变形,而这种全水低温热固性墨水完全避免了上述现象。一般成品热处理可以和普通胶浆印花一样,120度烘烤1分钟到2分钟即可。该曲墨水对针织物具有优异的拉伸性,耐洗、耐摩擦牢度均在4级以上,在密封阴凉处保质期可达5年。它最大的优点就是省电,从而大大降低了生产成本。本产品广泛用于除防水尼龙布以外的棉、化纤等织物。
1.2油墨生产企业现状
从我国油墨生产企业的现状来看,近年来,发达国家的台资油墨企业发展迅速,首先是杭州油墨厂,其次是上海、天津、太原、顺德、深圳、济南等地的油墨厂。目前国内已有40多家合资企业引进国外先进技术和设备,由于技术实力较好,其油墨产量约占全国油墨总产量的一半。
此外,民营油墨企业也占据了一定的市场。这些企业规模小,但机制灵活,墨价低,销售灵活,适应性强。目前,中国有400多家油墨生产企业,其中约70: 6分布在北京、上海、天津、浙江、江苏、广东、山东、河北,而没有?各行业产量可达全国油墨总产量的10%。
国内油墨企业普遍存在规模小、人才匮乏、资金不足、R&D投入低等问题。他们的技术创新能力不强,生产技术落后于世界水平。目前,我国已形成了以上海牡丹油墨有限公司、天津东洋油墨有限公司、杭州航华油墨有限公司、北大得力科技有限公司为代表的一批油墨生产骨干企业,为我国油墨行业的技术进步做出了巨大贡献。
从油墨产品来看,为了满足印刷市场的需求,我国依靠科技进步,不断开发新产品。主要产品有单张纸胶印快干油墨、卷筒纸胶印油墨、凹印油墨、柔印油墨、丝印油墨、印铁油墨、紫外光固化油墨、水性油墨、防伪油墨等。上述油墨产品不仅品种越来越多,达到50多种,而且质量越来越高。一些企业在Pontone生产油墨。天津东洋油墨有限公司、上海DIC油墨有限公司、浙江新东方油墨集团有限公司、云南红塔粤海油墨有限公司等企业通过了ISO9000系列质量体系认证。总的来说,我国生产的油墨多为中低档油墨,供大于求。一些高档产品和特殊产品需要进口。2001年进口油墨达到2.47万吨,金额165438+5000万元。
从管理情况看,国内各大油墨生产企业引进了国外先进的技术和生产设备,如瑞士布勒公司生产的珠磨机、斜三辊墨辊、过滤设备等,大大提高了企业的管理水平,促进了油墨企业的技术进步和发展。但中国油墨在产量、质量、品种等方面的整体水平仍落后于国外先进国家,印刷适性(如转移印花、耐水性、高速印刷适性)存在不足,产品一致性不理想,不能满足高速高质量印刷的需要。有些产品仍然需要进口。我国油墨生产原料的质量、数量和品种都跟不上油墨生产的步伐,部分原料仍依赖进口。另外,专用防伪油墨发展缓慢,不能满足包装印刷和防伪印刷发展的需要,数码印刷所需的电子油墨国内也无法生产。
1.3水性油墨的技术现状
1.3.1水性油墨的技术改造
通过从10到15的技术改进,墨水系统成功地解决了原来的大部分困难,如使用困难、墨水的储存、承印物的局限性、电晕处理和表面张力等。新一代墨水变最初的劣势为优势,逐渐成长成熟。
1.水墨画的优越性
1)水墨在环境和安全方面有优势。许多纸制品可以设计成低VOCs或零V0Cs当它们用墨水和墨水打印时。
2)墨水具有稳定性和低可燃性的优点。由于水的低挥发性,油墨具有更好的粘度稳定性;
3)新一代水基产品比溶剂体系更容易清洗,用肥皂水或弱碱性洗液清洗即可完成印刷机零部件的整个清洗工作,提高生产效率。
油墨和水墨画制造商已经克服了油墨和水墨画系统中存在的大部分困难,并且正在积极尝试解决现有的困难。
2.水墨画技术应用的难点
1)干燥时间仍然是水墨画应用中最重要的问题。除非印刷机配备足够的干燥设备,否则印刷速度会受到影响。这也是影响油墨替代溶剂型油墨过程的最重要因素;
2)由于油墨溶解在碱性溶液中,油墨在强磁环境中的应用受到限制;
3)油墨在冷冻食品包装中的应用仍然不具备溶剂油墨的耐受性,虽然距离在迅速缩短。
1.3.2水性油墨的技术问题
在使用快干剂油墨的过程中,由于油墨厂家选用的树脂不同或机器速度过快,油墨的干燥速度可能会较慢。催干剂可以调节油墨干燥速度,满足印刷机速度要求,提高生产效率,其使用比例为2 ~ 3%。慢干剂可以抑制和减缓油墨的干燥速度,保持水分,防止油墨在印版或网纹辊上干燥,减少堵版、糊版等印刷故障的发生。使用比例在1 ~ 2%之间。
水性油墨的适用范围
在介绍了水性油墨的结构和种类之后,再来说说影响水性油墨印刷质量的几个重要因素。在纸张印刷中,油墨转移和油墨量控制由网纹辊承担。所以网纹辊一定要根据产品的要求来选择,网纹辊的线数是印刷品的4倍左右,才能获得更好的印刷清晰度和分辨率。
细度是指油墨中墨粉颗粒的大小,是在生产墨膏的过程中完成的。这是一个关键的质量指标。制作色浆的工艺是否科学细致,对水墨的质量起着绝对的作用。生产色浆的过程中最好加入分散剂和润湿剂。一般要求油墨的细度在10 ~ 25μ m之间,过细或过大都会影响油墨的流动性和流变性。
粘度是指水墨的稠度,是水墨流动的指标。粘度过大会造成流动性差,干燥慢;低粘度油墨流动性好,干燥快,墨层薄,耗墨量少。普通墨水粘度为50 ~ 65/25℃(涂4#杯),高档墨水粘度控制在25 ~ 35/25℃(涂4#杯)。如果油墨粘度低,墨粉含量应该高;相反,墨粉含量低。因为粘度直接影响油墨的转移和印刷品的质量,所以控制油墨的粘度非常重要。在印刷过程中,低粘度会导致颜色变浅,高粘度会导致脏版和糊版,所以在难以控制时请加入转移剂,这样可以提高转移效果,增加颜色的鲜艳度和立体感。
1.3.3水性油墨用添加剂
水性油墨中常用的添加剂。主要有pH稳定剂、消泡剂、快干剂和缓干剂。
1.pH稳定剂
pH稳定剂主要用于调节油墨的PH值。油墨厂家在向印刷企业推广油墨产品时,经常会提到油墨的pH值问题。pH值低容易造成油墨结块,pH值高会导致粘度相对较低。一般在印刷过程中要检测油墨pH值的变化。当pH值低于8时,应加入适量的pH稳定剂,使油墨保持良好的印刷状态。欧洲国家油墨的pH值是中性的。当pH值调至8.5时,其流动性和光泽度达到最佳状态。但在印刷过程中(一小时内),由于胺类溶剂的挥发,油墨的粘度会迅速增加,光泽度下降,流动性变差,从而出现大量的不合格品。如果调整pH值,需要添加胺类溶剂,并且在印刷过程中(一小时内),将进行连续测试(使用酸度计)。一不小心就会出现废品,整个车间就会充满难闻的气味。这种产品被认为印刷性差。比如墨水的pH值在7-8之间,墨水的稳定性最好。用户可以加入纯水作为溶剂来降低粘度,不会增加成本,也不会降低油墨树脂的味道。
2.消去泡沫
消泡剂油墨粘度过高,pH值低,印刷速度快和印刷技师加水过多,都容易产生气泡。气泡比较大的时候,印刷品会出现白色,墨水量也会少,严重影响印刷质量。一般建议在水墨中加入抑泡剂和表面消泡剂来解决水墨的起泡现象,使用比例为1 ~ 2%。
3.快干剂
在使用快干剂油墨的过程中,由于油墨厂家选用的树脂不同或机器速度过快,油墨的干燥速度可能会较慢。催干剂可以调节油墨干燥速度,满足印刷机速度要求,提高生产效率,其使用比例为2 ~ 3%。
4.慢干剂
慢干剂可以抑制和减缓油墨的干燥速度,保持水分,防止油墨在印版或网纹辊上干燥,减少堵版、糊版等印刷故障的发生。使用比例在1 ~ 2%之间。
1.3.4水性油墨的使用
1.油墨和溶剂油墨不能混合。在使用过程中,适当加水,确需调节粘度或干燥速度时,加入适量的醇类或酯类等添加剂。
2.使用前应搅拌均匀后倒入墨罐,使用前用水适当调节粘度。不用的要用包装桶盖好,不能让水墨在自然中挥发。
3.使用前要检查各项技术指标尤其是色相是否符合自己的要求。如果色相偏差较大,请通知油墨厂家进行适当调配,以免双方因色相误差产生纠纷。
4.在印刷过程中,由于水的挥发会影响油墨原有的粘度和pH值,因此需要经常检查粘度和pH值,必要时加入纯净的自来水或pH稳定剂。
5.印刷后残留在印刷设备上的油墨要用清水冲洗干净,印刷机网纹辊上的油墨要用清洗剂清洗干净,为下一次印刷服务。
1.3.5走出使用水性油墨的误区。
不是所有水性油墨的使用者都懂粘度原理,很多人都有粘度高的油墨就是好油墨的误区。可以多加水,多印纸箱,降低成本,提高效率。事实上,根据生产设备的性能盲目购买高档油墨和水洗,并认为有了高档油墨和水洗,就能印出质量好的印刷品,这是非常不现实和不科学的。
高档墨水最简单的检验标准就是有没有掉色,但是认为不掉色的墨水就是高档的或者说高档墨水不掉色都不是特别准确。因为到目前为止,失色问题仍然是全世界的一个难题,还没有哪家油墨厂能够做出不失色的油墨。如果要求油墨不掉色,唯一的办法就是采用胶印,要么上一层清漆,要么上一层PVC。
印刷品的印刷效果受许多因素的影响,如印刷机、水墨、纸板、技术操作人员和气候变化。但一旦终端客户反映纸箱有问题,纸箱厂往往会第一时间找油墨厂家讨说法。其实应该从多方面找这个问题的原因。确实是油墨本身的质量问题,应该用经济手段处罚。
目前油墨价格低,利润空间比较小,而纸箱印刷厂控制成本比较紧,拼命压低油墨价格,一般油墨厂都在疲于应付降低成本。没有时间和足够的资金去开发产品,提高产品质量,更好的为纸箱厂服务。其实纸张的成本才是重点,纸箱厂的大部分生产成本都在纸张或者纸板上。水墨占一个纸箱成本不到0.01%,不值得花那么多时间精力去处理水墨的价格。另外,一些水墨厂为了推广服务品牌,给纸箱厂送电脑调色机,自以为捡到了宝,其实无形中增加了纸箱厂的生产成本。
因为不通用,目前除了汽车高消费行业烤漆用电脑调色机,其他行业很少采购。纸箱行业作为低值易耗品,是否一定要配备电脑调色机,增加开支,见仁见智,值得深思。
1.4水性油墨的生产现状
近年来,柔版印刷在世界范围内发展迅速,在欧美发达国家被认为是“地球上最好、最有前途的印刷方法”。在美国,95%的柔版印刷和80%的凹版印刷使用油墨和水洗。柔版印刷在中国还处于起步阶段,目前仅占印刷领域的3%左右。但随着环保包装的逐渐普及,许多卷烟厂、酒厂、药厂、化妆品厂、儿童玩具企业都准备使用柔版印刷产品包装,柔版印刷在印刷领域的比重将逐渐增加,尤其是在包装印刷领域。柔版包装印刷中,国内外多采用水性油墨印刷。中国从1995到1998年底,短短几年引进了130多条组合柔版印刷线,分布在全国20多个省市。国内窄幅柔版印刷线近200条,现在每年增加30套左右,用于瓦楞纸彩印的进口高档三色、四色水性油墨印刷开槽机也很多。
中国平均每个省有65,438+0,000多家纸箱厂。如果用10%的水性油墨印刷高档纸箱,每户油墨100吨,则每个省每年约需1000吨水性油墨。到2010年,柔版印刷在印刷领域的份额将达到15%左右,每年对水性油墨的需求在15万吨以上。这还不包括柔版印刷和其他印刷包装产品使用的油墨(目前我国100%的柔版印刷和80%的凹版印刷使用水性油墨)。迫切需要研究、开发和生产高档水性油墨,可广泛应用于金银卡纸、铜版纸、山板纸、塑料薄膜、瓦楞纸、不干胶纸、纸箱、纸质包装、书刊杂志等柔印和凹印领域。
1.5水性油墨的优缺点
1.5.1巨大的“绿色”优势
水性油墨不含挥发性有机溶剂,大大减少了挥发性有机化合物(VOC,下同)的排放,从而减少了空气污染,改善了印刷操作人员的环境,有益于员工的健康。能彻底消除溶剂型油墨中的一些有毒有害物质,消除对人体的危害和对包装商品的污染,提高整体环境质量,特别适用于香烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件严格的产品的包装印刷。此外,它不仅可以减少静电和易燃溶剂带来的火灾危险和隐患,还可以减少印刷表面留下的毒性,方便清洁印刷设备。
1.5.2水性油墨的问题
目前进口和国产水性油墨都不耐碱、乙醇和水,干燥慢,光泽度差,容易造成纸张收缩。要达到耐碱性、耐乙醇性、耐水性和提高光泽度,只能使用柔性UV油墨。这不仅增加了印刷成本,也增加了印刷工序。比如一些自动化啤酒包装生产线,使用的是碱性润滑剂,其pH值为9-10,是水性油墨无法忍受的,一碰就会褪色。夏天南方卖啤酒,不仅要放进冰箱,还要长时间浸泡在冰水里,这是水性油墨所不能忍受的。
2中国水性油墨发展趋势
2.1世界油墨巨头纷纷投资建立油墨基地。
自上世纪末以来,随着中国油墨工业的快速发展,油墨产量已居世界第四位。特别是加入WTO后,中国油墨行业面临着激烈的竞争。世界油墨巨头都抵挡不住中国市场的巨大诱惑,纷纷在中国建立和扩大自己的生产基地。例如,日本太阳油墨有限公司于2003年在苏州建立了年产3000吨的油墨工厂,成为该公司继美国、韩国和台湾省省之后的第四个海外生产基地。
2004年,美国弗林特油墨公司在北京大兴的合资企业弗林特油墨(北京)有限公司正式投产,主要生产新闻油墨,并将成为热固性油墨的调配中心;日本大日本油墨化学工业株式会社(DIC)在江苏南通建设有机颜料和油墨工厂;在中国设立的其他油墨工厂包括上海DC油墨有限公司、深圳神日油墨有限公司、太原高适劳瑞油墨化工有限公司、广州(高适)油墨有限公司、深圳高适劳瑞油墨有限公司和云南迪爱生油墨有限公司..日本东洋株式会社先后在中国投资了江门东洋油墨有限公司、天津东洋油墨有限公司、上海东洋油墨有限公司、珠海东洋油墨有限公司、东洋油墨(深圳)有限公司。2004年,在中国新建的上海东洋油墨制造有限公司正式开业;SakataINk在中国建立了生产胶印油墨的茂名油墨厂和主要生产胶印油墨和金属罐油墨的南沙油墨厂。2004年在上海投资年产3600吨的坂田油墨(上海)有限公司,产品以凹印油墨为主。
2.2积极应对标准化和环保技术创新
外资的大规模进入极大地提高了中国油墨行业的产能,但同时也给国内中小型油墨企业带来了巨大的冲击。如何在残酷的市场中立于不败之地,成为国内油墨制造企业面临的严峻问题。为了与国外油墨巨头竞争,国内油墨企业必须了解自身的优势和劣势,扬长避短,积极参与竞争,抓住机遇,学会与国外油墨巨头合作,共同创新;努力拓展国际市场,特别是第三世界国家的市场;进一步增强“标准化和环保”意识,与ISO9000质量体系接轨,拓展国内油墨市场,进入国际市场,逐步用环保节能的油墨产品替代老产品;要增强颜料树脂和添加剂对行业油墨的支撑能力;要不断加强油墨人才的技术培训,提高其专业素质,以适应采用多种国外先进设备和产品、高度自动化生产的技术要求。加强技术创新、管理创新和制度创新,提高管理水平,逐步实现规模扩张,进一步提高市场份额。
2.3水性油墨产业化的发展方向和趋势
国内油墨行业必须抓住机遇,迎接挑战,走水性油墨产业化的发展方向,总体目标是“高速、多色、快干、无污染、低耗、标准化”;要提高油墨产品对印刷工艺和印刷质量要求的适应性,提高其科技含量,特别是适应包装印刷品向高科技、多品种、色彩鲜艳、美观艺术化发展的需要,优化产品结构,开发更多高质量的印刷油墨;今后,大中小油墨生产企业要进一步深化改革,优化组合,向合理、规范的方向发展,为中国油墨工业的发展做出新的贡献。
3中国水性油墨技术创新
目前国内紧缺或空白的油墨属于干式高科技油墨、各类水性油墨、无水胶印油墨、食品包装油墨、胶印耐晒油墨、特种防伪油墨、非芳香族热固性胶印油墨等。,我们渴望油墨技术开发者的技术创新和科学发展。
目前国内还没有严格的关于油墨的环保法规,但就像国内的涂料行业一样,关于油墨的环保法规迟早会出台。非挥发性有机化合物(VOC)墨水和水性墨水已经在每个墨水制造商的大脑中或实验室中进行了测试,以便在环保法规颁布时快速投放市场。此外,还需要了解油性油墨的危害性以及石油危机和油墨能耗带来的严重性,这样水性油墨的技术创新才能走上正轨。下面(见3.2)举例说明国内油墨企业近几年水性油墨的技术创新成果。
3.1油性油墨的危害性
油性油墨是印刷行业最大的污染源。2004年,世界油墨年产量约为350万吨。溶剂型油墨平均占30 ~ 40%,全球每年油墨带来的有机溶剂量高达654.38+0万吨。此外,墨水中还含有对人体有害的重金属元素。
3.1.1对人体的危害
印刷油墨由连结料、填料、添加剂和其他物质组成。有机颜料含有铅、铬、汞、铜等金属元素,有一定毒性,不能用于食品包装。个别颜料含有联苯胺,具有致癌性,应严格禁止使用。粘合剂含有约40-50%的有机溶剂,如果长时间暴露会损害人体皮肤。被动吸入空气中的有机溶剂也可能导致呼吸系统疾病。这些材料对人体健康非常有害。