水性上光油

隨著人類環境保護意識的提高，人們在生產作業和生活消費等活動中對生態環境變化的影響已日益重視。在印刷領域，環保的重要性也不例外，對於印刷行業也增加了許多衛生、環保、勞動保護等方面的要求和制約條件。特別是對食品包裝，印刷的要求更為嚴格。目前，塗布上光技術已被越來越多的印刷廠所採用，促使上光油的需求量不斷上升

水性上光油的溶劑主要是水，揮發性幾乎為零，且流平性能非常好。但是水作為水性上光的溶劑也有不足之處，如乾燥速度較慢，容易造成產品尺寸不穩定等工藝故障，因此，在使用中適當添加乙醇，以提高水性溶劑的乾燥性能，改善水性上光油的加工適性。

水性上光油根據產品用途主要分為：高光澤、普通光澤、亞光光澤三種。

從加工工藝上可分為：墨斗上光工藝、水鬥上光工藝（用普通膠印機的水、墨斗）、專用上光機上光工藝、聯機上光工藝。

水性上光油在操作中可消除對人體的危害及給環境帶來的污染，已愈來愈被食品、煙草印刷企業所重視。

水性上光油主要由主劑、溶劑及助劑組成。

水性成膜樹脂是水性上光油中最重要的成份。它影響和支配著上光油塗膜層的光澤、附著力、耐磨性、抗水性、柔韌性及乾燥性能，起到紙和油墨表面的保護作用。

水性成膜樹脂的品種很多，有松香改性馬來酸樹脂、水溶性現丙烯酸樹脂、苯乙烯改性馬來酸樹臘、水性氨基樹脂及聚乙烯醇等。它一般有三種形態，其特點詳見表1。

表1水性成膜樹脂的特性

由於選擇適合的樹脂是水性上光油的關鍵，必須具備易形成溶鹽、上光成膜后附著牢度高、耐熱性能好、防粘臟性能好、水的釋放性能好、乾燥迅速等特點，因此國風外使用較為普通的是丙烯酸體系的共聚樹脂。而水性丙烯酸共聚樹脂的性能取決於單體的組成、性能和合成工藝。選擇不同特性的單體共聚，可以得到由硬到軟共聚樹脂，以適應不同印刷方式、印刷設備、印刷速度、印刷紙張和質量要求的水性上光油。該院經過剖析國內外配方，進行反覆試驗，選用了丙烯酸及其丙烯酸酯類單體共聚物，用科學方法將水溶性樹脂與乳液進行復配。用此種複合樹脂研製的上光油達到了使用的最佳效果，完全滿足了當前食品、藥品、煙草及日用品包裝的印刷要求，能夠賦於印刷品良好的光澤性、耐折性、耐磨性和耐化學品性能。

溶劑的主要作用是溶解、分解可稀釋複合樹脂和各種功能助劑。用來調整上光油的粘度和乾燥性能。環保型水性上光油的溶劑主要是水，水的揮發性為零，其流平性能好，來源廣泛，且無色、無毒、無味，屬“綠色材料”，是別的溶劑所無法相比的；它的缺點是乾燥速度較慢，一般在使用中採用乙醇和水的混合溶液，這樣可以提高水性溶劑的乾燥性能，改善水性上光油的加工適性。

功能助劑的作用是改善水性上光油的轉移性、流平性、乾燥性能、滑爽性；調整粘度、提高光澤和加工特性。助劑的種類很多，一般根據上光油的使用方法適當添加。

用消泡劑可以控制上光油的起泡，解決上光油使用中出現的魚眼、針孔等質量缺陷問題；用表面活性劑來降低水性溶濟的表面張力，提高流平性；用分散劑來改善樹蠡的分散性能，防止粘臟和提高耐磨性；用塗膜增強劑來提高成膜物質與承印物的粘附能力；用增塑劑來發送上光后的耐折性能；用增光劑來使用上光油光澤度好、透明感強。

對印刷品顏色無不良影響，即使在長期強烈陽光的照射下，水性上光油的塗膜也不易泛黃。

被印物表面耐磨、不掉色、斥水、斥油，深受用戶的歡迎和依賴。將水性上光油用在煙盒上，在速度高達300~500包/分釧的高速運轉中，煙標要隨很大的機械負荷，而水性上光油完全滿足了這一要求，而且無論是凹印還是膠印均無發現煙包掉色的現象。

水性上光油以水為溶劑，只有少量昀揮發的食用乙醇為輔助溶劑，有利於安全生產和改善職工勞動條件。上完光后可直接用水清洗設備，沒有任何危險。

且耐高溫、熱封性能好。水性上光油在海德堡CD五色連上光膠印機上應用，在印刷速度13000張/小時、紅外線乾燥、功率5.4kw×5支×2組、溫度65℃條件下完全乾燥，取得了滿意的應用效果。煙包採用PP薄膜作外包裝，水性上光油顯示出了良好的熱封性能。

水性上光油對溫度沒有過高要求，在凹印機上的使用方法同一般溶劑型上光油相比更為方便。凹印印刷中一個最難解決的問題是被印物經過幾個色組的連續乾燥后，紙張含水率極低，特別容易捲曲，以致無法使用。用水性上光沒給軟包裝上光，產品經切大張，然後燙金分切，仍保持良好的平整度和抗卷性，用戶使用后很滿意。

值得注意的是，水性上光油的應用必須根據不同的印刷方式、印刷設備、印刷速度、紙張的類型、產品質量要求等因素綜合考慮，才能取得良好的效果。主要應注意以下幾點：

（1）粘度控制。在塗布上光過程中，要合理控制上光油的粘度和固含量，稀釋只能在一定的固含量範圍內進行。

（2）紙張類型不同與塗布上光的工藝有很密切的關係。厚紙尺寸穩定性好，薄紙尺寸穩定性差，而尺寸穩定性是印刷品質量的關鍵指標之一。與印刷中水的用量、紙張的調溫、乾燥的時間和方式、粘度的控制都有關係。

（3）塗布量控制。水性上光油的塗布量不易控制，一般應結合本廠的實際情況、經驗來定。

（4）乾燥時間控制。使用水性上光油，如果採用紅外線乾燥裝置，效果最好，因為在乾燥過程中上光油被加勢，底層快速滲透乾燥，同時中間的水方被高溫加熱蒸發，經排風管排走，這對多色印刷中最後一色進行塗布上光油時是最佳的方式。

綜上所述，水性上光油在操作中可消除對人體的危害及給環境帶來的污染，已越來越受到食品、煙草包裝印刷企業的青睞。它所具有的技術先進、使用方便、經濟合理的優勢具有很大的發展前途，已逐步替代溶劑型上光油和油性上光油，在包裝印刷工業中將佔據主導地位。

水性上光油屬於綠色環保型產品，它所用溶劑主要是水和一些醇類，其揮發物不會污染環境。水性上光油是近年來隨著人們環保的呼聲不斷升高而逐漸發展起來的，目前它的技術還不夠成熟，主要問題表現在表面整飾效果不佳，光澤度不能達到理想效果等。

光油的塗布過程實質上就是上光油在印刷品上流平並乾燥的過程。影響水性上光油光澤度的因素有很多，如被塗布材料的外觀質量、塗布工藝過程、設備及上光油本身的質量，這裡主要討論的是水性上光油的性能對光澤度的影響。

影響水性上光油光澤度自身因素包括樹脂選用聚合物單體、水溶性樹脂與乳液的配合比例、光油的流平性、粘度、pH值及表面張力等。

聚合物單體對水性上光油光澤度的影響

聚合物單體的不同性質，對製成的水性上光油的光澤度及其它性能有很重要的影響，因此選擇合適的聚合物單體是提高水性上光油光澤度最重要的一環。在實際使用中通常使用多種單體進行共聚，選用單體時既要大量加入具有提高光澤度的助劑，又要兼顧改善上光油其它性能單體的使用。一般來說它們可以從表1中選擇單體共聚。

水性上光油的丙烯酸樹脂可能用到的單體有：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸-β－羥丙酯、丙烯酸等。加大甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯用量，形成的塗層硬度高，光澤度好，但較脆，耐折性及耐溶解性較差。因此，若要得到高光澤的水性光油，必須選擇合適的聚合物單體。

水溶性樹脂與乳液的配合比例

前面已經提到，水溶性樹脂與乳液的配合比例對水性上光油的光澤度有很大影響。增加乳液的用量可以提高其光澤度，但使光油的流平性、加工適性降低；增加水溶性樹脂用量，雖可提高光油的流平性和加工適性，但其光澤度會降低。製備時，可參考前面配方中的比例進行。

流平性對水性上光油光澤度的影響

水性上光油的流平性是影響其光澤度的另一個重要因素，它受到光油粘度、pH值及表面張力的影響。

若上光油具有較好的流平性，能夠在塗層乾燥前迅速流平，形成光滑的表面，塗層就會有高的光澤度；若上光油不能在流平前就已乾燥，會留下一些條痕、砂眼等，使其光澤度降低。

影響流平性的關鍵因素是光油在流平過程中的流平粘度和其乾燥速度。若流平粘度能保持較低，並且初期有較小的變化率，塗層就可較快流平。流平粘度與水性光油的粘度、pH值、觸變性及被塗布物的吸收率有關。乾燥速度也影響著流平性，若速度較小，流平粘度的變化率較小，給予流平的時間也較大，能夠充分流平。

粘度對水性上光油光澤度的影響

水性上光油的粘度對塗布過程中的流平性、濕潤性等塗布適性有很重要的影響。這是因為印刷品表面對上光油具有一定的吸收性，而且印刷品表面對上光油的吸收率同上光油的粘度值成正比。若上光油的粘度值過小，在對於高吸收率的紙張進行塗布時，會導致流平過程中上光油的粘度變化太大，在最初階段，其粘度尚可滿足流平要求，但到了中后階段，上光油的粘度明顯增大，就很難再滿足流平要求，結果使流平過早結束，引起印刷品表面塗層不均，某些局部欠上光油而影響到膜層乾燥和壓光后的平滑度、光澤度。

若對吸收率低的印刷品塗布時，粘度太低，又會產生流掛現象，導致塗層不均勻、乾燥不良等問題。若粘度太高，又不能滿足流平的要求而引起流平的過早結束，光澤度變差。5、PH值對水性上光油光澤度的影響

水性上光油的pH值主要是由氨水來調節的，一般水性上光油pH值應控制在8～9之間。若pH值太高鹼性太強，光油的粘度就會降低，影響光澤度，同時使乾燥速度變慢，耐水性變差；pH值太低時，鹼性太弱，粘度升高，氨水過快的在流平過程中揮發，使流平過快結束，影響光澤度。

表面張力對水性上光油的影響

上光油的表面張力不僅是影響光澤度而且是影響上光油整體質量的一個重要因素。因為塗布上光油通常是在實地或墨膜上實現的，而它們的表面自由能通常較小，上光油的表面張力值的大小對同一印刷品的潤濕、附著、浸透作用的區別很大，塗布和壓光后成膜效果差別也很大。如果上光油的表面張力值很小，上光油容易潤濕印刷品的表面，並且在表面張力的作用下，易流平成光滑而均勻的膜面；如果上光油的表面張力值較大，那麼對印刷品表面墨膜的潤濕都存在困難，不容易形成均勻的塗布層；當其值大於印刷品墨膜表面張力值時，塗布后的上光油塗層會產生一定的收縮，甚至在某些局部出現砂眼等現象。

以上是影響水性上光油的主要因素。

水性光油的固含量

水性光油的固含量對其光澤度也有影響，固含量對光澤度的影響與粘度相似。一般水性上光油的固含量應控制在30%～40%。

隨著市場經濟和商品經濟的快速穩步發展，人們對食品包裝、書刊、雜誌的封面、掛歷、圖片、藥盒、煙包的印刷裝潢越來越重視，不但印刷要求在精美的彩色畫面，而且具有富麗堂皇的表面光澤度，這種光澤度就是在被印物上塗上光油所產生的特殊效果。在印刷品上塗布上光油不僅能夠增加印刷產品的價值，而且可以增強油墨耐旋光性能，增加油墨的防熱、防潮能力，起到保護印跡提高印刷產品的使用性能，為印刷廠帶來可觀的經濟效益。

塗布上光市場是一個多元化的市場，食品印刷廠、書刊印刷廠、商業印刷廠、商標印刷廠和摺疊紙盒印刷廠對多種包裝產品都有著不同程度的上光需求。水性上光油的應用，必須根據不同的上光方式、紙張的類型、產品質量等因素綜合考慮，才能取得良好的效果。

隨著社會的發展，人類對生存環境的保護意識也不斷提高，對於印刷行業來說，已逐漸增加了許多衛生、環保、勞動保護等方面的要求和制約條件，特別是對食品包裝印刷的要求更為嚴格，只有這樣才能符合國際衛生標準的要求。因此，開發和應用無污染、無公害的“綠色”材料已勢在必行。水性上光油所具有的無毒、無味、光澤度高、使用方便等特點，近年來在包裝印刷領域已得到廣泛應用，並實現不斷上升的趨勢。

水性上光油作為一種新興的綠色環保印刷材料，其環保性、安全性不言而喻，但是其作為一種新產品，在相當長的時間裡，在同溶劑型上光油的競爭中，並不佔優勢。國家應加強立法及執法力度，嚴格限制印刷生產車間排放氣體中VOC的含量，加強包裝印刷品的安全檢測，以盡量限制溶劑類上光油產品的使用，保護環境和操作者的健康。以目前水性上光油所達到的技術水平而言，取代溶劑型上光油已不是問題，但是由於溶劑型上光油生產歷史較長，技術已很成熟，價格較低，而且印刷企業也適應了這種工藝，加之國家環保立法相對滯后，其在市場上仍將存在一段時間。UV上光油由於同屬於環保材料，在技術上也有許多特性，因此，水性上光油不可能將其完全替代，會呈現并行發展的態勢。水性上光油作為一種新型的印刷材料，正處於市場的培育期和發展期，技術發展日新月異。同時由於水性上光油中的主要原材料國產化程度不斷提高，生產成本將不斷下降，市場競爭力將不斷增強。在今後一段時間，水性上光油這一綠色環保印刷材料，必將由弱到強，成為印刷品表面整飾市場的主流產品。上光油消耗量巨大，今後每年將以30%的速度遞增。