水性油墨簡稱為水墨，是由水性高分子乳液、有機顏料、表面活性劑及相關(guān)添加劑經(jīng)化學(xué)過程和物理混合而制得的水基印刷油墨，由于它是用水來代替?zhèn)鹘y(tǒng)油墨中占３０％～７０％的有毒有機溶劑，使油墨中不再含有揮發(fā)性的有機溶劑，故在印刷過程中對工人的健康無不良影響，對大氣環(huán)境亦無污染，還消除了工作場所易燃易爆的隱患，提高了安全性。水墨的這種獨特優(yōu)點符合日益嚴格的環(huán)保法規(guī)，在全球范圍內(nèi)越來越受到包裝印刷界的青睞，并逐漸向報刊印刷行業(yè)迅速擴展。
一、水性油墨在應(yīng)用中受青睞
在柔性版包裝印刷中，目前國內(nèi)外絕大部分都采用水性油墨印刷、柔性版水油墨的廣泛應(yīng)用，是柔性版印刷得以迅速發(fā)展的重要因素之一。水性油墨由于不含揮發(fā)性有機溶劑，大大減少了ＶＯＣ（有機揮發(fā)物）的排放，從而減輕了大氣污染，改善了印刷操作人員的環(huán)境，有利于職工健康。它可以完全消除溶劑型油墨中某些有毒有害物質(zhì)，對人體的危害和對被包裝商品的污染，改善總體環(huán)境質(zhì)量，特別適用于煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衛(wèi)生條件要求嚴格的包裝印刷產(chǎn)品 ，此外它不僅可以降低由于靜電和易燃溶劑引起的失火危險和隱患，還可以減少印刷表面殘留的毒性，而且印刷設(shè)備清洗方便，所以水性油墨被稱作是一種新型的綠色印刷材料。
１.國水性油墨的應(yīng)用
水性油墨也稱液體油墨，我國對水墨的應(yīng)用，盡管起步晚，但發(fā)展還是較快的。我國的水性油墨在１975年問世，首先由天津油墨廠研制成功投產(chǎn)，當(dāng)時主要為凹版印刷服務(wù)，因當(dāng)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改進，但易燃性并未改進。因此，就提出了對凹版印刷油墨再改進為無毒不燃的水性油墨，當(dāng)時叫水凹油墨。由于該墨以由松香酸胺鹽為主連接料而制作的。該連接料在水介質(zhì)中存放不穩(wěn)定，因此使油墨在存放中易失光、變稀、干性變慢、抗水性不良，易造成紙張收縮等弊端。使我國的凹版印刷和柔版印刷受到了限制，不得不采用進口的高檔水性油墨，無形中增加了印刷成本，限制了我國印刷業(yè)的發(fā)展。
進入90年代，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的包裝審美意識和環(huán)保意識不斷提高。我國從１995年開始至１998年，短短幾年間就引進了１３0多條組合式柔印生產(chǎn)線，分布在全國２0多個省市，其中９０％是窄幅柔版印刷機，現(xiàn)在正已每年３0臺左右的數(shù)量遞增，而且還有不少用于瓦楞紙彩色印刷的進口高檔三色、四色水性油墨印刷開槽機等。
目前全國約有230柔性機，以每臺年用水墨１0ｔ計算，總用量為2300～2500ｔ；凹印機的水墨用量已超過溶劑墨的用量，達到3000ｔ，柔性版紙箱機的水墨用量超過10000ｔ，總計全國水墨消耗量為每年15000～16000ｔ左右。在國內(nèi)，現(xiàn)有窄幅柔版印刷生產(chǎn)線近200條，每年需水性油墨10多萬ｔ。隨著水墨在瓦楞紙箱包裝印刷上的廣泛應(yīng)用，水性油墨具有相當(dāng)大的市場潛力。我國每省平均有大小紙箱廠1000多家，如按10％的廠家使用水性油墨來印刷高檔紙箱，每省年需水性油墨量將達2000多ｔ。
隨著中國加入ＷＴＯ和環(huán)保意識的加強及國產(chǎn)柔印機質(zhì)量的提高，國內(nèi)柔性版印刷必將會有很大發(fā)展，用于柔性版印刷的中、高檔水墨的用量，今后逐年將以千萬噸的數(shù)量遞增，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，目前我國有柔印生產(chǎn)線１３0多，并且以每年３0臺左右的數(shù)量在遞增，水性油墨市場廣闊。
我國目前水墨市場的特點是，現(xiàn)有的水墨生產(chǎn)廠以生產(chǎn)低檔水墨（用于紙袋印刷、包裝紙箱印刷、信封印刷等）居多；使用中檔水墨的煙包、酒標、食品包裝等，進口和國產(chǎn)水墨各占一半；用于塑料包裝、裝滿印刷、彩票支票等高檔水墨還主要靠進口。
２.達國家水性油墨的應(yīng)用
發(fā)達國家從70年代開始逐步用水墨替代傳統(tǒng)的溶劑型油墨。近年來，柔版印刷在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。因其在改善環(huán)境等方面具有明顯優(yōu)勢，被歐美發(fā)達國家一致認為柔版印刷方式是“地球上最優(yōu)秀、最有前途的印刷方式”。僅以美國為例，95％的柔版印刷品采用水墨，80％的凹版印刷品采用水墨。目前，在美國市場上，水墨銷售額已是溶劑型油墨銷售額的兩倍以上，也就是說水墨已成為印刷的主要用墨。
二、水性油墨的開發(fā)
水性油墨主要是由水溶性樹脂、有機顏料、溶劑及相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合研磨加工而成。
１.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(yīng)性都有很大的影響。在國內(nèi)，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(wěn)定性較好。
但印刷適應(yīng)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，這些高分子樹指一般均含有－ＣＯＯＨ（羧基）、－ＯＨ（羥基）、－ＮＨ２（胺基）等親水基團，經(jīng)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(yīng)性、光澤度、耐水性等都有不同的影響。
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(xué)性和耐污染性等方面均具有顯著的優(yōu)勢，在直接分散溶解或合成高分子乳液時，也均能表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。用該樹脂制成油墨，產(chǎn)品可達到國外先進產(chǎn)品的質(zhì)量水平。
2.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比溶劑型油墨更為重要。常用的水性油墨助劑有以下幾種：
①消泡劑：用來消除水性油墨中的泡沫，用量一般為１％～２％。
②穩(wěn)定劑：主要防止水墨在貯藏、運輸中聚結(jié)和發(fā)霉，降低水墨粘度和調(diào)節(jié)水墨的ｐＨ值，一般使用氨水或乙醇胺等助劑。
③其他助劑：分散劑、防腐劑、流平劑、增滑劑及交聯(lián)劑等。通過科學(xué)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(wěn)定性能。
3.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(diào)節(jié)粘度，給與印刷適應(yīng)性；③調(diào)節(jié)干燥速度。尤其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，抑制發(fā)泡。
4.油墨的生產(chǎn)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(chǎn)品。
三、水性油墨的科學(xué)應(yīng)用
１.性油墨與紙張的適應(yīng)性
水性油墨是一種具有一定粘性的流動液體，而紙張又對水溶性有很強的吸收性。當(dāng)油墨分布在印版上，經(jīng)印版的壓力作用并濕潤印附于紙張表面，同時壓入紙張表面的孔隙，紙內(nèi)連續(xù)性的多孔隙所形成毛細管的拉力同內(nèi)部滲透。油墨從印版到紙張的轉(zhuǎn)移由兩者相互作用，把油墨固化、干燥形成于紙品上。
紙張與油墨是兩種最常用、最基本的材料，在印刷當(dāng)中，首先要確定紙張對墨性的要求，紙張的表面物理性能，水墨的酸、堿度、粘度。油墨在印版上形成的墨層轉(zhuǎn)移到紙板上時，要注意印版與紙張的接觸，接觸不良，導(dǎo)致油墨轉(zhuǎn)移不良，印刷圖像也不會精確再現(xiàn)。壓力過大，印版易移位，圖像不清晰，印版與紙張要保持良好的接觸性，才能體現(xiàn)出良好的印刷效果。油墨對紙張表面的接受性也是很重要的。接受性反應(yīng)水墨對紙張的濕潤程度及在正常工作中印版墨層的墨量與壓力下的粘附狀態(tài)。要保證高質(zhì)量的印刷，還要求紙張應(yīng)有良好的平滑度和彈性，紙張的含水量要低，我國的西南方濕度較大，紙張濕度過大，印刷環(huán)境濕度過高，油墨粘度過低，墨量過大等因素都會造成印品質(zhì)量不好，影響印刷效果和質(zhì)量事故發(fā)生。
水墨的流動性受濕度的影響比較大，在２５℃的流動性影響比較小，濕度越低，粘度越高，在紙張大面積實地印刷粘度高點能體現(xiàn)較好的效果，墨層增厚。顏色鮮艷但易脫色，否則，相反。在印刷過程中，墨的粘度過大，同時，也會產(chǎn)生拔毛現(xiàn)象，墨的粘度過低又會產(chǎn)生堆墨現(xiàn)，正確調(diào)整油墨粘度，改善油墨對紙張的表面張力及接觸點的光澤和粘性，并減小紙張墨層斷裂的幾率。
水性柔版油墨是一種液體油墨，同時也是一種成膜物質(zhì)，能把各種顏色的顏料粒子粘著于紙張表面上，油墨在向紙張表面轉(zhuǎn)移時，連接料向紙張內(nèi)部滲透、油墨顏料粒子之間變得相互緊密連接，不斷縮小毛細管所產(chǎn)生的拉力于紙張內(nèi)吸力，同時快速地干燥，固化、牢固地定著紙張表面。
如果紙張制質(zhì)比較疏松，表面太粗糙，則油墨滲透量大，纖維容易游離。印刷效果明顯要比緊度和組織勻度好的紙張差些，并且光澤度低。在印刷過程中，印版上的墨層不是全部轉(zhuǎn)移到紙張上，實際是靠墨的粘性轉(zhuǎn)移、分剝?yōu)槎樱粚颖３衷谟“嫔?，第一層被紙張粘附于表面帶走了，在以上的綜合情況下，紙張不具備適應(yīng)表面強度的粘合力，水墨不具備良好的粘度，但過強過低都不行，油墨膜的轉(zhuǎn)移與紙張的印刷就難以正常進行了，印版上的墨層和紙張間發(fā)生傳遞、剝離、轉(zhuǎn)印的能力，就難以掌握與控制。紙張的表面強度差，粘性要低，反之，則大。
２.性油墨在瓦楞紙板上的印刷
水性油墨應(yīng)用于瓦楞紙板柔版印刷在國外已有相當(dāng)長一段的時間，在國內(nèi)也已有廿多年了。瓦楞紙板印刷是由鉛印（凸?。?、膠印（平?。?，橡皮版水可洗印刷，發(fā)展至今的柔性凸版水性油墨印刷。柔性凸版水性油墨也從松香改性馬來酸樹脂系列（低檔）發(fā)展到丙烯酸樹脂系列（高檔）。印刷版材也從橡皮版向樹脂版過渡。印刷機也從大輥筒的單色或雙色機逐漸發(fā)展到三色或四色的高速柔印機。網(wǎng)目輪也由150～200目的金屬輥逐步發(fā)展到200～300目的陶瓷輥。隨著印刷品的質(zhì)量要求越來越高、印刷技術(shù)的日新月異，水性油墨的品質(zhì)和使用技巧就相當(dāng)重要了。在探討水性油墨的使用技巧之前，我們首先要了解水性油墨的特性及印刷中各種因素的關(guān)系及影響，如版材、紙張、網(wǎng)目輪、機械、水墨、操作人員因素等。
四、水性油墨的發(fā)展趨勢
１.易用性發(fā)展
水墨技術(shù)逐漸被柔版印刷市場所接受，主要是由于多年以來水墨一直趕超溶劑墨體系并在易于使用和簡捷印刷方面已具有優(yōu)勢。當(dāng)柔版印刷工業(yè)在選擇水墨還是溶劑墨時；對水墨的信心上升使得更多的印刷工作已由水性柔版印刷完成。近來在歐洲和北美，產(chǎn)品革新主要以滿足用戶使用要求為驅(qū)動力。易于使用的具體要求來自于用戶，這也將是新產(chǎn)品開發(fā)的驅(qū)動力。
目前水墨用戶要求改進的性能在于：pH穩(wěn)定的水墨體系，水墨制造工業(yè)必須開發(fā)出在印刷過程中pH值穩(wěn)定的水墨，即在印刷中無須再檢測和調(diào)整pH值；再溶性是另一重要的研究領(lǐng)域，當(dāng)胺揮發(fā)的過程中樹脂趨于固化，甚至在印版上，近來，水墨制造商已改進了樹脂的性能使之更易于溶解，這意味著印刷系統(tǒng)在清洗前能更長時間地運轉(zhuǎn)，即提高了生產(chǎn)量；水墨應(yīng)用要求繼續(xù)改進聚乙烯基材的應(yīng)用性能；水墨印刷包裝的耐堿性以及在冷凍食品包裝的應(yīng)用。水墨制造工業(yè)有望提高水墨印品的表面耐性使更多的產(chǎn)品水性化，特別是在耐油、耐脂以及更好的耐熱和耐冷凍性方面。
２.提高環(huán)保性能
目前，環(huán)保型水性油墨最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是柔性版印刷與凹版印刷。這兩種印刷方式的產(chǎn)品大多數(shù)是包裝產(chǎn)品，其中食品包裝、煙酒包裝、兒童玩具包裝等占有相當(dāng)大的比例。隨著人們環(huán)境保護意識的提高，迫切需要“綠色”印刷材料的呼聲日漸高漲。水墨在未來市場是否能進入又一個高潮，水墨制造行業(yè)視政府的舉措為最終驅(qū)動力。EPA一直要求VOCS的最終零排放，對印刷商意味著必須逐步降低VOCS的釋放量，最終將會促進水墨的應(yīng)用?，F(xiàn)階段有來自于各方面的壓力，表明環(huán)境問題將進一步得到關(guān)注。為達到嚴格的環(huán)境管理目標，印刷商始終在尋找溶劑墨印刷操作工藝的新方法，印刷行業(yè)目前重點是加強對溶劑墨印刷過程中排放物的處理，通常的做法是使用“焚化爐”吸收和焚化VOCS，其他更具創(chuàng)造性的是應(yīng)用吞食VOCS的微生物或細菌的處理體系。所有這些方法都依靠高效地吸收傳輸VOCS到能使之被中和處理的系統(tǒng)，或是焚化或是被微生物所吸收。
五、水性油墨的使用要點
１.選用優(yōu)質(zhì)的油墨
水性油墨的優(yōu)劣是關(guān)系到紙箱印刷顏色純正、艷麗的關(guān)鍵，因此在選用時要十分注意。優(yōu)質(zhì)的油墨與色標無明顯差異，手感細膩、粘稠、濃度適宜加水或醇類溶劑稀釋無沉淀、結(jié)塊現(xiàn)象，用木棒攪拌無泡沫產(chǎn)生，與其他油墨混合配色，親和力好，無不相溶現(xiàn)象，所配出的墨色純正，無異常反應(yīng)。反之，不可使用。
２.一次性印完
印刷時最好批量一次印完，不然，既使用的是同一桶油墨，也會出現(xiàn)色差。原因是原墨加水或醇類溶劑稀釋后，不密封，長時間暴露在空氣中，油墨中的化學(xué)成分與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，既降低了色素，同時強光對油墨也有分解作用。
３.選用相適應(yīng)的油墨和紙張
由于油墨，紙質(zhì)的差異，印品上的油墨干燥速度差別很大，如果，油墨在印品上干燥過慢，會產(chǎn)生蹭臟現(xiàn)象，嚴重影響印品質(zhì)量；油墨干燥速度過快，又會造成傳墨不良，為了獲得最佳印刷質(zhì)量和更高的生產(chǎn)效率，應(yīng)合理選用油墨及紙張。印刷廠家應(yīng)根據(jù)自身的實際工藝條件和設(shè)備狀態(tài)情況的特點，不斷總結(jié)，適當(dāng)調(diào)整印版上與墨膜向紙張轉(zhuǎn)移的狀態(tài)，實際是油墨和紙張的兩個系數(shù)，為了印刷，轉(zhuǎn)移良好，需要兩者相互調(diào)整和適應(yīng)，才能達到預(yù)定的印刷效果和理想的質(zhì)量。
