近年來(lái)，中國(guó)飲料的年產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)每年保持10%～20%的增長(zhǎng)率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005 年其總產(chǎn)量已接近3000 萬(wàn)噸，2006 年不少飲料企業(yè)比去年同期產(chǎn)量增長(zhǎng)40%～50%，可以說(shuō)飲料業(yè)是目前食品工業(yè)中發(fā)展速度最快的行業(yè)之一。而在這塊巨大的市場(chǎng)蛋糕中，果汁類(lèi)飲料約占10%，茶飲類(lèi)約占15%。各飲料生產(chǎn)巨頭紛紛搶灘飲料市場(chǎng)，統(tǒng)一、匯源、康師傅、百事可樂(lè)、可口可樂(lè)、農(nóng)夫山泉、樂(lè)百氏、銀鷺等紛紛全線推出自己最新的各類(lèi)飲料。飲料行業(yè)如此火熱，用于飲料包裝，作為凸顯品牌形象的收縮標(biāo)簽自然獲益匪淺，而實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽精美印刷的正是各種各樣的收縮標(biāo)簽印刷油墨。

  如何選擇收縮標(biāo)簽印刷油墨

  收縮標(biāo)簽印刷油墨種類(lèi)繁多，如何選擇適當(dāng)?shù)挠湍��?lèi)型呢?油墨供應(yīng)商首先要了解以下信息。印刷方式 在收縮標(biāo)簽印刷上主要使用柔性版印刷和凹版印刷。不同印刷方式的油墨適印性是不同的。

  容器形狀 不同容器的形狀對(duì)材料的收縮率的要求是不一樣的。

  印刷材質(zhì) 不同的印刷材質(zhì)如PVC、OPS、OPP、PETG 等材料對(duì)于油墨的要求是不同的。產(chǎn)品的存儲(chǔ)、運(yùn)輸環(huán)境 在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程中，容器會(huì)碰到哪些情況，需要多大的摩擦系數(shù)，溫濕度環(huán)境怎樣，是否有特別的要求(啤酒和飲料產(chǎn)品的收縮標(biāo)簽就需要良好的耐冰水性能)等。

  只有在了解了上述因素后，我們才可以從收縮率、附著力以及釋放殘留溶劑的能力(較低溫度下快速干燥的能力)等方面選擇合適的油墨。

  收縮率 這是選擇熱收縮標(biāo)簽印刷油墨時(shí)首要考慮的因素。因?yàn)椴煌�的產(chǎn)品對(duì)收縮率要求相差很大。收縮率高的產(chǎn)品要求具有60%～70%的收縮率，低的則只要求收縮率為10%～20%。附著力 在印刷和收卷時(shí)，墨層之間會(huì)經(jīng)常接觸，如果使用附著力較差的油墨，那么產(chǎn)品在堆積時(shí)墨層面的接觸就會(huì)發(fā)生問(wèn)題，最常見(jiàn)的問(wèn)題就是粘連。通常情況下，如果油墨不能很好地附著，可以采取提高干燥箱溫度的方法。但是熱收縮材料對(duì)溫度比較敏感，不能依靠增加溫度來(lái)提高油墨附著力。就目前而言，附著力最好的油墨是溶劑型油墨和陽(yáng)離子UV 油墨。水性油墨和自由基UV 油墨由于本身原材料的限制，附著力相對(duì)較差。

  殘留溶劑 現(xiàn)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溶劑殘留量有相當(dāng)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。有些印刷廠為了使溶劑揮發(fā)更快，在油墨干燥過(guò)程中把干燥溫度調(diào)得比較高，但這會(huì)導(dǎo)致材料預(yù)收縮。所以，在印刷中不能對(duì)收縮標(biāo)簽施加過(guò)多的熱量。這就需要在印刷條件和干燥條件上尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。此外，印刷商在為某種特定的熱收縮標(biāo)簽選擇適合的油墨之前，還必須對(duì)熱收縮膜和與油墨的相容性進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試。

  一般的測(cè)試項(xiàng)目包括附著性、抗水性、粘連、摩擦系數(shù)、殘留溶劑等。

  各種收縮標(biāo)簽印刷油墨的特性與應(yīng)用

  目前，可以用作熱收縮材料印刷的油墨有4 種：陽(yáng)離子UV 油墨、自由基UV 油墨、溶劑型油墨及水性油墨。

  陽(yáng)離子UV 油墨

  陽(yáng)離子UV 油墨在熱收縮膜印刷領(lǐng)域使用較少，主要因?yàn)槠鋬r(jià)格太高，需要利用特定裝置，通過(guò)利用光引發(fā)劑在UV 燈照射下，產(chǎn)生出酸性物質(zhì)來(lái)催化發(fā)生聚合反應(yīng)。陽(yáng)離子劑誘發(fā)環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行連鎖反應(yīng)，直至氧鍵斷裂或生成玻璃狀聚合物，鏈反應(yīng)中止。UV 燈所發(fā)出的紅外線是控制反應(yīng)速度和反應(yīng)完全的關(guān)鍵。進(jìn)行陽(yáng)離子縮聚反應(yīng)必須充分了解薄膜性質(zhì)，避免油墨龜裂，保證油墨固化完全。

  陽(yáng)離子油墨優(yōu)點(diǎn)

  其反應(yīng)類(lèi)型為典型的環(huán)氧基團(tuán)逐步開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，提高了油墨的有效成分含量，幾乎完全轉(zhuǎn)化為墨膜。

  陽(yáng)離子油墨缺點(diǎn)

  ①較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。由于陽(yáng)離子縮聚反應(yīng)速度慢于自由基縮聚，所以需要較長(zhǎng)的時(shí)間。墨膜在承印物交聯(lián)、附著，以降低承印物所受到的壓力，陽(yáng)離子固化物的墨膜收縮率一般小于5%。②由于反應(yīng)速度比自由基聚合慢，因此往往需要高溫固化。高溫固化加上低墨膜率收縮，往往會(huì)造成墨膜邊緣不平服、不光滑。一般來(lái)說(shuō)，選擇80W 以上的UV 光源，才能保證陽(yáng)離子油墨的固化快速完全，如低于此溫度，墨膜的耐久性、粘附性明顯下降，且氣味大。

  ③陽(yáng)離子縮聚反應(yīng)會(huì)受大氣濕度的影響而終止。高溫潮濕天氣會(huì)導(dǎo)致油墨性質(zhì)參數(shù)的不斷變化。因此，溫、濕度控制系統(tǒng)是陽(yáng)離子UV 印刷必備的裝置。

  ④油墨成分選擇較難。首先，陽(yáng)離子油墨基本成分的價(jià)格本身就高于自由基油墨。其次，由于堿性物質(zhì)會(huì)延緩甚至抑制反應(yīng)的進(jìn)行，所以油墨中此類(lèi)物質(zhì)的含量不能過(guò)高。酸性物質(zhì)同樣不能過(guò)量使用，否則會(huì)使油墨粘度增大變成凝膠。為此，油墨工程師必須嚴(yán)格控制油墨成分中顏料的類(lèi)型，對(duì)顏料進(jìn)行表面處理，使其PH 值達(dá)到中性。所以，有許多顏料因無(wú)法滿足UV 油墨流動(dòng)性和粘度要求而不能使用。

  ⑤對(duì)分散劑有很高要求。陽(yáng)離子油墨對(duì)分散劑種類(lèi)有著嚴(yán)格的規(guī)定，這又限制了油墨中顏料的添加量，致使印刷墨層色彩表現(xiàn)力差，圖文色彩不鮮艷。

  ⑥陽(yáng)離子引發(fā)劑包含重金屬元素，還會(huì)釋放出少量的苯類(lèi)物質(zhì)，既污染環(huán)境，更危害工人健康。

  自由基UV 油墨

  自由基UV 油墨裝置同樣是利用UV 燈照射光引發(fā)劑來(lái)誘發(fā)丙烯酸鹽的連鎖縮聚反應(yīng)，直至自由基與顏料、氧氣、添加劑或其它自由基反應(yīng)，或玻璃化而終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

  一般情況下，油墨在UV 燈照射下完成固化后會(huì)有少部分二次分裂，但其實(shí)很少有真正的后固化工序。所以，油墨在承印物上冷卻、附著時(shí)，會(huì)出現(xiàn)粘著、劃痕等現(xiàn)象。UV 燈所發(fā)出的紅外線則可以加快固化速度，這一點(diǎn)自由基反應(yīng)稍差于陽(yáng)離子反應(yīng)，但還是有其他方法得到理想的固化效果的。

  自由基油墨優(yōu)點(diǎn)

  ①反應(yīng)速度快。自由基油墨的固化對(duì)溫度無(wú)太高要求，低能光源下即可快速固化，這就很大程度地減少了承印物的受熱，避免了熱收縮膜在印刷過(guò)程中的收縮。而它對(duì)于油墨的要求也沒(méi)有陽(yáng)離子油墨那樣苛刻。這樣，多樣顏料選擇足以保證油墨在YAG 網(wǎng)紋輥上有良好的流變性。此外，高顏料填充使得油墨可揮發(fā)成分減少，降低收縮率和氣味。

  ②適印性廣。由于自由基油墨在成分選擇上無(wú)過(guò)多限制，所以它可以印刷堿性較強(qiáng)的承印物，或者堿溶性、水溶性柔性版印刷油墨聯(lián)合印刷。

  ③干燥速度快。高粘附性使自由基油墨可以瞬時(shí)粘附于承印物，并在低能光源照射下迅速固化。在這一過(guò)程中，承印材料不受熱，而陽(yáng)離子油墨卻因固化能量要求高而無(wú)法高速印刷。這恰恰解決了UV 柔性版印刷生產(chǎn)力低于凹印的問(wèn)題。適當(dāng)?shù)墓袒�裝置和壓力設(shè)定，自由基油墨將突破這一瓶頸。

  ④新自由基UV 技術(shù)可以做到不含重金屬元素、無(wú)苯類(lèi)物質(zhì)生成，只是印刷速度略微降低。自由基油墨缺點(diǎn)

  ①自由基油墨反應(yīng)快，可迅速將所有成分固化在一起，這會(huì)使承印物受壓增大。在印刷熱收縮膜時(shí)，過(guò)大的壓力和UV 燈的少量熱能會(huì)導(dǎo)致薄膜的收縮變形。而收縮也會(huì)使自由基UV 油墨同其他UV 油墨一樣柔性下降，親和性、粘附性變差。

  ②自由基油墨極易被氧化。這一點(diǎn)可以采取高能光源、高效成分或是選用可吸收氧氣的引發(fā)劑(如二元胺和三元胺類(lèi))解決。要說(shuō)明的是，這是在空氣條件相對(duì)穩(wěn)定、無(wú)太大起伏的條件下得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。若用于實(shí)際生產(chǎn)中，還需做進(jìn)一步論證。

  現(xiàn)在一些公司，如XSYS 推出的Flexocure XSUV 自由基聚合型柔版油墨，通過(guò)測(cè)試表明其可實(shí)現(xiàn)70%的收縮率，并且產(chǎn)品也有很好的附著力，適用材料范圍廣泛，例如PVC、OPS、OPP、PETG 等。

  即使在收縮率達(dá)到70%的條件下，這些新技術(shù)的自由基聚合型柔性版印刷油墨也能夠體現(xiàn)出良好的耐摩擦性能，無(wú)需底涂和光油的配合使用。這類(lèi)產(chǎn)品擁有高色強(qiáng)、固化速度快、優(yōu)異的印刷適性及印品性能等優(yōu)點(diǎn)。它可實(shí)現(xiàn)表印和里印兩種工藝，同時(shí)其優(yōu)異的固化性能和低粘度是產(chǎn)能的有效保證。

  溶劑型油墨

  溶劑型油墨一般使用在凹印中，由顏料、固體樹(shù)脂、揮發(fā)性溶劑、填充料和附加劑組成。凹印油墨的顏料成分大多數(shù)為有機(jī)顏料。有機(jī)顏料中含有鉛、鉻、汞、銅等金屬元素，具有一定的毒性。溶劑型油墨是印刷業(yè)中最大的污染源，2004 年世界油墨年產(chǎn)量大約在350 萬(wàn)噸，溶劑型油墨平均占30%～40%，而每年全世界由油墨帶來(lái)的有機(jī)溶劑的用量高達(dá)100 萬(wàn)噸以上。此外，油墨中還含有對(duì)人體危害較大的重金屬元素。連結(jié)料中含有40%～50%的有機(jī)溶劑，長(zhǎng)期接觸會(huì)損害人體的皮膚。空氣中有機(jī)溶劑含量高，被動(dòng)吸入對(duì)呼吸系統(tǒng)會(huì)造成傷害。另外油墨中使用較多的有機(jī)溶劑，還會(huì)與空氣中的一些氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生臭氯及煙霧，嚴(yán)重污染空氣，對(duì)各種植物的生長(zhǎng)影響較大，破壞生態(tài)平衡。所以傳統(tǒng)的凹印溶劑型油墨有趨于淘汰之勢(shì)，取而代之的是醇溶性復(fù)合塑料油墨、無(wú)苯化溶劑油墨和水性油墨。

  由于水性凹版油墨還不能夠全面替代甲苯類(lèi)油墨，所以油墨行業(yè)一直在努力開(kāi)發(fā)可以被環(huán)境接受的醇溶性油墨。醇溶性油墨能夠有效解決甲苯類(lèi)油墨對(duì)健康所產(chǎn)生的傷害和溶劑殘留影響包裝食品質(zhì)量等問(wèn)題。在歐洲和美國(guó)，這種發(fā)展已成為一種趨勢(shì)。在亞洲，如新加坡、韓國(guó)等國(guó)家，甲苯類(lèi)油墨正在被淘汰，將被醇溶凹版油墨所代替。醇溶性油墨現(xiàn)已在國(guó)內(nèi)凹印行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，醇溶性油墨將占據(jù)中國(guó)收縮標(biāo)簽油墨市場(chǎng)的一定份額。

  水性油墨

  水性油墨一般在柔性版印刷中使用。水性油墨與溶劑型油墨的根本區(qū)別在于水性油墨使用的溶劑是水而不是有機(jī)溶劑，明顯減少了VOC 排放量，能防止大氣污染、不影響人體健康、不易燃燒、墨性穩(wěn)定、色彩鮮艷、不腐蝕版材、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、印后附著力好、抗水性強(qiáng)、干燥迅速，故特別適用于食品、飲料、藥品等包裝印刷品，是世界公認(rèn)的環(huán)保型印刷材料，也是目前所有印刷油墨中惟一經(jīng)美國(guó)食品藥品協(xié)會(huì)認(rèn)可的油墨。目前，美國(guó)收縮薄膜產(chǎn)品印刷中有40%采用水性油墨，其他經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家(如日本、德國(guó)、法國(guó)等)在薄膜印刷中使用水性油墨的用量也越來(lái)越多。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，在美國(guó)，符合VOC 排放規(guī)定的水性墨，必須達(dá)到使用狀態(tài)的油墨組成中揮發(fā)成分比例在25%以下，水分在75%以上；水分少的油墨在使用狀態(tài)下，不揮發(fā)的成分在60%以上這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

  目前凹印水性油墨也有了長(zhǎng)足的進(jìn)展。北京英科凡化工產(chǎn)品有限公司出產(chǎn)的WE 型塑料薄膜凹版水性油墨以水為主要溶劑，以多種高分子聚合物為成膜物質(zhì)，并配以高級(jí)有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料和多種助劑，符合環(huán)保要求，在表面張力達(dá)到(3.6～4.2)×10－2N／m 的BOPP、PE、PET 等塑料薄膜上有良好印刷性能和附著牢度。

  經(jīng)彩印包裝廠在BOPP 膜上以70 米／分鐘的速度實(shí)際印刷后表明，其印刷效果和性能可以達(dá)到以芳香烴為主要溶劑的同類(lèi)產(chǎn)品水平。

  但是凹印中不但水性油墨本身需要先進(jìn)的技術(shù)，而且凹印設(shè)備及印刷版輥也需要改進(jìn)。例如，將槽深大約38μm～42μm 腐蝕或雕刻版滾筒改變?yōu)椴凵畲蠹s24μm～28μm 激光制版輥筒，還需要更有效、更強(qiáng)力的干燥設(shè)備以及必須使用耐腐蝕材料制造的印刷版滾筒、墨泵和刮刀等組件，這些改造需要相當(dāng)?shù)耐顿Y。

  干燥時(shí)問(wèn)仍是水性油墨應(yīng)用中最大的問(wèn)題，除非印刷機(jī)配有足夠的干燥設(shè)備，否則印刷速度會(huì)因之而受影響。這也是影響水性油墨取代溶劑型油墨進(jìn)程快慢的最重要因素。由于水性油墨溶于堿性溶液，使得水性油墨在高磁性環(huán)境中應(yīng)用受到限制。水性油墨在冷凍食品包裝上的耐候性也較差。 (divid)