水性烟包墨、水性水松纸墨、水性塑料墨的研制与应用刘锴 邹建坚 林国良 姚红元 齐明新 格林春天（厦门）环保科技材料有限公司上海添粟化工科技有限公司石家庄北方水墨有限公司安徽合肥元和水性技术有限公司世界油价的上涨和溶剂墨的困境溶剂是石油化学品的衍生物，最近世界油价的上涨导致溶剂型墨的成本快速上升。凹版塑料溶剂型油墨几乎无利可图。大部分油墨企业在“微利”边缘上挣扎。中国每年彩印厂的溶剂型油墨的火灾事件达到两万起。溶剂型墨的环境与人体的污染也是无可避免。中烟集团目前的政策趋势从前两年开始关闭十万箱以下的小烟厂，到去年开始的工商分离和联合重组工作，国家烟草专卖局的力度越来越大，原来的185个卷烟工业企业到目前为止已整合为64家。像云南这样的著名烟草大省，在9月10日由原来的9家卷烟厂合并成4个迹象显示中国目前烟包印刷企业200多家，整合到5-7家大型的印刷公司。中小型的烟包印刷企业倒闭是未来的趋势。烟包油墨的水性化成为目前的主题。水性水松纸墨是目前的大热门。水性烟包印刷的设备已经成熟。烟包的印刷方式逐渐由平版胶印过渡到水性凹版印刷。烟包设计印刷的发展趋势第一中心，以上海为龙头，联合京津，环绕上海周围的江、浙、苏、皖等，以“中华”、“大红鹰”为核心品牌；第二中心：以云南为龙头，以“红塔”、“云烟”、“红河”三大品牌为核心；第三中心，以湖南为龙头，辐射湖北两广，以“白沙”、“芙蓉王”为核心品牌。

国际上《烟草控制框架公约》对中国烟包印刷业的影响由于国外烟包设计风格具有简约、清爽，多以文字和线条构成的特点，向《公约》规定的方向转换会容易一些。而“中式烟标”的设计，具有浓郁传统东方文化的背景，多以浓墨重彩的大底色衬托着文字和图案，具有强烈的中华民族风格。假如有一天，按公约要求，警示语或画面要占到30％以上，必将严重影响“中式烟标”的设计表现力，从中国传统文化和烟民的历史习惯的角度来讲，很难让他们认知和认同。如果像加拿大一样，中国烟民数量急剧下降，不但对中国烟草行业造成巨大冲击，对烟包印刷业也会造成重创。因此，在3-5年的时间内，随着中国烟草行业的剧烈变革，烟包印刷业也面临着一轮重新洗牌。凹印约40％，胶印约40％，柔印约12％，其他印刷方式约8％。凹印机主要集中在法国的小森尚邦，意大利的赛鲁迪厦门淳元水墨印刷包装有限公司，法国的ATN，瑞士的包博斯特等几个国际品牌。胶印机主要集中在海德堡、罗兰、小森等几个品牌。柔印主要集中在捷拉斯、纽皮特等几个品牌。烟包的印刷方式水性烟包凹版印刷机械的成熟博斯特(BOBST)、小森尚邦(KOMORI CHAMBON)、赛鲁迪(CERUTTl)，金印(COMPRINT)、法国ATN、日本FUJI（富士机械）、意大利POLYTECH和ROTOMEC，小森尚邦国内装机量约为240个色组，博斯特、赛鲁迪和金印国内装机量接近或超过200个色组，其他几个品牌大约分别在20～40个色组。

据不完全统计，全国以烟包为主的印刷企业有200多家，大多数印刷企业都有凹印生产线。仅在云南就有6～8色凹印生产线50多条。水松纸印刷机械基本都是他们开发的。国内烟包印刷凹版机械迅速发展陕西的北人印刷机械有限公司陕西的华阳印刷机械有限公司广东中山的松德印刷机械汕头市汕樟轻工机械实业有限公司华鹰软包装设备总厂宁波欣达印刷机械有限公司北京贞亨利印刷机械有限公司上海紫明机械有限公司上海海润机械有限公司等总共70余家凹版印刷机生产厂国际烟包的发展形势数据统计▲世界烟包油墨需求增速：3.5%/年；▲2000-2009年增速：1.2%/年；▲世界烟包油墨总量：大概210万吨（2008年）；▲世界烟包油墨产值增幅：4-5%/年；▲世界烟包油墨产值：930亿美元（2008年）；▲增长最快的地区：亚太地区（除日本外）；▲亚洲需求最大国家：中国举例说明中山松德开发的74米长的水性烟包凹版十色印刷，烫金，模切，一体机水性烟包凹版印刷组合机械水性墨木纹纸凹版印刷机械水性柔版印刷机烟包油墨的水性化趋势2007年科印报告，国家烟草专卖局发布了《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》标准，对酯、醇、酮、芳香族、醚类等挥发性有机溶剂在烟包中的残留量作出了较为严格的量化要求。

近来，烟包用水性凹印油墨的开发与应用再次成为油墨制造商和烟包印刷企业关注的热点。烟草行业对包装产品的质量要求也越来越高，对包装新材料、新工艺、新技术更加关注。另外由于社会上对卷烟危害性宣传越来越大，卷烟企业为提高自己的健康形象。目前烟包油墨的大类 烟包的外包油墨烟包内衬纸油墨（铝箔清漆， 或者色漆）烟包的烫印油墨香烟的水松纸的印刷油墨条码油墨等水性环保烟包油墨是市场的主流趋势水性环保油墨水性激光防伪墨水性烫金墨水性UV 光油；无溶剂UV胶印油墨，白卡纸和水性转移法铝箔纸等材料将成为以后的开发热点。水性墨的应用领域zGravure凹版印刷Flexographic柔版印刷Rotary Screen滚筒丝网印刷Flat Screen平板丝网印刷Relief凸版印刷Offset平板印刷 溪水潺潺而下,光阴无声而逝。自然怡人如故。 UV Inks and Coatings.UV油墨和涂料Inhibiting Inks.铠装油墨（超硬）Special Effect Inks特殊效果墨Tactile (“Soft Touch”)- 手感水性墨Iridescent- 虹彩水性墨High Brilliance Metallics - 高光金属水性墨Glitter- 闪烁水性墨Phosphorescent- 磷光水性荧光墨Non-Skid- 防滑水性墨Stain Resistant Topcoats防沾污水性墨Abrasion Resistant Topcoats防腐蚀水性油墨Alcohol Resistant Inks and Coatings耐乙醇水性油墨Alkali Resistant Inks and Coatings耐碱水性油墨Ink Jet Inks高档喷墨水性油墨国外烟包水墨产品 防腐墨 防静电墨 防火墨 绝缘墨 纳米墨 超耐候氟碳墨 电磁屏蔽钇墨 磁性墨工业专用水墨喷印油墨、立体手感油墨、铠装油墨、闪光油墨、家庭杀菌清洁油墨、防伪油墨、珠光油墨、标牌油墨、荧光油墨、变色油墨、紫外荧光油墨（隐形油墨）、光学变色油墨（变色龙）、温变油墨（热敏油墨）、高质水印油墨（胶印）、红外激发油墨、热转印油墨、日光变色油墨、镂空破坏油墨、湿敏油墨（遇水变色）、化学变色油墨、可剥离油墨、压敏变色油墨、镜像变色油墨等；供应刮刮卡油墨（刮刮乐、刮刮银）、镜面油墨、复写纸油墨、夜光油墨、灭菌指示油墨、珠光油墨、镭射油墨、香味油墨等 日常专用水墨中国烟包油墨目前的检测标准烟包 16项国家标准GB 9685-2008我们与合肥元和水性化学技术有限公司水性水松纸墨合作开发了全水性， 极低VOC值的水性水松纸墨，在几大烟草印务公司都上机实验成功。

特点：干燥时绝对不卷边，耐水性好， 流平性好，展色性好，低温不脆裂。本产品的Tg在-30左右。我们与福建泰兴激光合作开发了水性UV在镭射多次转移涂料我们帮助中国广东的多家油墨企业开发了系列UV胶印墨，成功的应用在五粮液普什包装集团的聚酯酒盒上。我们成功的开发了水性硝基纤维素分散液，应用于高浓色浆的分散，色浆的色浓度可达60%。水性墨的研究方法▲水性墨研究的实用性：与实际应用紧密联系；▲水性墨研究的广泛性：与其相关的均参与；▲水性墨研究的学科交叉性 水溶性树脂或水分散性树脂的分类 松香改性马来酸树脂丙烯酸衍生物苯乙烯共聚乳液醋酸乙烯共聚乳液乙烯基硅氧烷丙烯酸共聚乳液、 醋叔乳液水性硝基纤维素树脂水性异氰酸酯改性丁基纤维素树脂乳液水性聚酮树脂水性聚氨酯聚乙烯亚胺共聚乳液水性PVB乳液 水性环氧树脂分散型乳液水性UV丙烯酸树脂水性有机氟共聚乳液水性CAB 树脂固体丙烯酸酯目前市场上主要销售的公司德国BASF韩国的韩华（Hanwha Chemical）法国克莱威利(CRAY VALLEY)阿跟庭蒂蓝撒（DIRANSA）德国的INDULOR国内的几家厂生产质量还是有差距。固体丙烯酸酯的合成方法溶剂法: 国内大部分都是这种方法。

这种方法的缺点：溶剂残留很高，影响水墨质量和稳定性，反应不稳定容易“炸锅”。本体法:国际上的大公司都是这种合成方法。优点：分子量可以调整，分布窄，稳定，无溶剂残留， 单体残留少，水墨质量稳定。 丙烯酸及其衍生物乳液的重要单体的性质甲基丙烯酸环己酯甲基丙烯酸苄酯壬基酚乙氧基加成物丙烯酸酯甲基丙烯酸C12-13烷基酯河北新光帝蓝萨的固体丙烯酸酯牌号THYON 705THYON 625THYON 661THYON 725THYON 675THYON 685THYON 630描述超低粘度，良好的颜料分散性和碾磨性 / 高光优秀的颜料分散性和碾磨性 / 高光优秀的颜料分散性和碾磨性 / 高光良好的颜料分散性和碾磨性 / 良好的粘性和稳定性良好的颜料分散性和碾磨性良好的颜料分散性和碾磨性 / 适合高粘度水墨良好的颜料分散性和碾磨性 / 适合高粘度水墨分子量2,0005,0005,5006,0008,0008,0009,000酸值2415215215Tg ℃77112108软化点, ℃-------Hanwha chemical固体丙烯酸酯牌号Soluryl-20Soluryl-70Soluryl-160Soluryl-820Soluryl-90Soluryl-120描述超低粘度，良好的颜料分散性和碾磨性 / 高光优秀的颜料分散性和碾磨性 / 高光优秀的颜料分散性和碾磨性 / 高光良好的颜料分散性和碾磨性 / 良好的粘性和稳定性良好的颜料分散性和碾磨性良好的颜料分散性和碾磨性 / 适合高粘度水墨分子量2,0007,0006,5008,0009,50012,600酸值2322218Tg ℃905105软化点, ℃8155160共溶溶剂nonnonnonnonnonnonBASF 固体丙烯酸树脂牌号Joncryl 678Joncryl 67Joncryl 682Joncryl 690Joncryl eco684Joncryl eco694Joncryl eco 675Joncryl HPD 696描述中等分子量的树脂适合颜料分散和光油高分子量的树脂，应用于高档颜料分散，展色性好超低分子量树脂研磨性 / 高光超高分子量树脂，高酸值，良好的颜料分散性和碾磨性 / 良好的粘性和稳定性低分子量固体树脂，无丙二醇，良好的颜料分散性和碾磨性低VOC值的树脂，适合做光油提高亮度，低voc，良好的颜料展色性和碾磨性 / 适合高粘度水墨高分子量树脂，耐极好的颜料分散性不影响水墨的稳定性分子量8,60013,0001,70016,5002,00013,7505,70016,000酸值2243200222220Tg ℃85735688法国克莱威利(CRAY VALLEY)牌号Craymul 8460Craymul 8453Craymul 8476Craymul 8450Craymul 8472SMA1000描述超低粘度，良好的颜料分散性和碾磨性 / 高光优秀的颜料分散性和碾磨性 / 高光优秀的颜料分散性和碾磨性 / 高光良好的颜料分散性和碾磨性 / 良好的粘性和稳定性良好的颜料分散性和碾磨性良好的颜料分散性和碾磨性 / 适合高粘度水墨分子量8,5004,5005,8006,0005,800-酸值2220-Tg ℃3-软化点, ℃0150-共溶溶剂卡必醇卡必醇non卡必醇non-德国indulor 固体丙烯酸树脂牌号Indurez SR 10 PGIndurez SR 10Indurez SR 30描述超低粘度，良好的颜料分散性和碾磨性 / 高光优秀的颜料分散性和碾磨性 / 高光优秀的颜料分散性和碾磨性 / 高光分子量9,000-10,5002,500-3,5005,800酸值215-230240-260243Tg ℃1057288软化点, ℃---共溶溶剂---固体丙烯酸酯在烟包水墨中的应用烟包光油：一般是高光不成膜的乳液占主体，复配成膜乳液。

流平剂推荐，日本圣诺普科的1370水性流平剂。烟包水墨：合成需要耐高温单体，选择高光成膜乳液作为保护性胶体，做成高分子量的合成乳液，复配不成膜的乳液分散的颜料色浆。消泡剂一定要选用聚醚型的，不能用有机硅的， 容易出现缩孔。性能互补一般要用三到四个树脂复配。固体丙烯酸酯在塑料凹版印刷水墨中的应用水性印墨的定性和定义：溶剂全部是水，不含任何共溶剂。理论上说此墨可被水无限稀释，而不是只能极少量容忍部分水。溶剂在高速印刷时容易破乳。水墨对凹版的电雕版无腐蚀。一般要求镀硬铬。使用得当，版的使用寿命可超三个月。水墨的印版相对溶剂型油墨的印版要来得浅。一般为25-35μL之间。不能在墨槽中直接加水稀释，一般是现在桶中加水稀释搅拌。因为在墨槽中的溶解速度相对要慢，容易导致印刷缺陷。水性凹版印墨应该达到以下四项要求（即倡导执行的四项标准）1、低VOC或零VOC排放，符合真正的环保要求。2、具备不燃、不爆、低味的特点，符合安全的要求。3、饱和度、鲜艳度近似溶剂墨符合装饰效果的要求。4、干燥速度可控可调，适应印刷过程的要求。5、对于不同的塑料薄膜采用不同的润湿剂，分散剂，消泡剂（非硅类的）和流平剂进行调整由于水墨的色含量高约15%-18%，固含量高约45%，同时水的表面张力72DN，可根据实际袋子规格及印速来确定版的深浅。

制版厂在雕刻印刷版时，根据版的深浅就有一个固定的公式，他们马上就可算出制版的相对细节。在印刷过程中，经常会出现故障，如：断料（断薄膜）或印品颜色比较确认等，此时印版请勿浸泡在水墨里不动而是要及时将压辊升高，让印版在墨槽中空转，以免让水墨粘住印版，导致印版难以清洗而损伤印版现象，从而影响到生产。印版在水墨槽里空转有利润版作用。氨水虽然气味较难闻，毒性很小，印刷时备用一小部分氨水，将其与自来水互配，一公斤氨水加四公斤的自来水混合，无论是在洗版还是印刷过程平衡水墨pH值或防塞版都是很有帮助的，其成本又低，每公斤约¥3.5元，配成水成本约¥0.5元/kg,且用量又少，不易挥发，为了减少氨水的挥发，可加少量的醋酸铵作为稳定剂，必要时添加。单批印品印刷完毕，余墨应及时倒回墨桶，进行密封保存，避免水墨产生干燥、结皮、结块，从而影响下次再使用。如果出现结块现象，请将水墨进行过滤后再使用，其效果不受影响。使用前不妨添加少量氨水，这样效果更好。异氰酸酯在水性墨中的应用近几年聚氨酯水性分散液作为水性墨的连接料在中国应用的非常广泛， 主要的树脂公司有法过的克莱威力,拜耳(朗盛),BASF, 英国的Baxton等国外化学公司。

水性PUD分散乳液主要应用在纺织品的织物印花涂料，纸张的特种手感涂布，各种塑料薄膜包装上、烟包卡纸快干、耐高温水性印刷油墨。塑料表面外壳，陶瓷表面，家用电器表面的印刷，以及皮革无纺布的印刷方面有广泛的应用。以下就介绍几种单体在水性墨方面的应用异氰酸酯的通式是利用NCO基团的快速交联特性制成的水墨具有快干、耐磨性好，引入有机硅后具有高光泽性、耐低温、耐划伤、耐高温、耐溶剂性、粘接性流平性都非常好印刷适应性非常优良，对颜料和金属络合染料相容性好，能够与多种水性丙烯酸树脂复配。交联密度高，耐候性优良，异氰酸酯改性丙烯酸环氧体系水性分散液可以做到高固含，先潮气固化后光固化的超硬耐高温水墨。 六亚甲基-1,6-二异氰酸酯（HDI），140℃，自燃点：454°C，熔点：-67℃，是无色或微黄色的透明液体，稍有刺激性气味，可燃，易溶于苯、甲苯等有机溶剂，是世界上发展十分迅速的一种新型聚氨酯原料。HDI属典型的脂肪族异氰酸酯，化学性质极为活泼，易与含有活性氢的物质发生反应，能与醇、酸、胺等反应，与醇类反应生成二氨基甲酸酯，与二醇类反应生成聚氨酯。在适当条件下还能本身自聚形成多聚体。HDI脂肪族二异氰酸是高档水性墨的原料，同时也是醇酸树脂的固化剂，聚氨酯树脂中应用较广的一种脂肪族异氰酸酯。

主要用于生产脂肪族聚氨酯染料。它的优点是快速交联，特性制成的水墨具有快干、耐磨性好，在引入有机硅后具有高光泽性、耐低温、耐划伤、耐高温、耐黄变、耐溶剂性、粘接性流平性都非常好。缺点是价格太高TDI甲苯二甲苯二异氰酸酯（TDI）有两种异构体：2，4－甲苯二异氰酸酯和2，6－甲苯二异氰酸酯。甲苯二异氰酸酯是水白色或淡黄色液体，具有强烈的刺激性气味，在人体中具有积聚性和潜伏性，对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用，吸入高浓度的甲苯二异氰酸酯蒸气会引起支气管炎、支气管肺炎和肺水肿；液体与皮肤接触可引起皮炎。液体与眼睛接触可引起严重刺激作用，如果不加以治疗，可能导致永久性损伤。长期接触甲苯二异氰酸酯可引起慢性支气管炎。对甲苯二异氰酸酯过敏者，可能引起气喘、伴气喘、呼吸困难和咳嗽。 由于TDI的毒性大，国际上对它的限制比较多， 在低价格的工业用陶瓷、塑料外壳、金属、纸张涂布方面应用较多。它的优点是快速交联。制成的水墨具有快干、耐磨性好，高硬度厦门淳元水墨印刷包装有限公司，在引入有机硅后具有高光泽性、耐低温、耐划伤、耐高温、耐溶剂性、粘接性流平性都非常好。缺点是游离TDI值高，黄变比较大。储存稳定性比较差。MDI是二苯基甲烷二异氰酸酯是白色或略带微黄色的固体。

沸点190℃，凝固点36~39℃，着火点202℃。溶于苯、甲苯、氯苯、乙酸酯。常温下腐蚀性较小。市场销售的MDI规格，白色或微黄色固体。纯度99%以上，凝固点37℃以上，MDI应贮存在冷暗处（20℃以下，最好为5℃）。MDI是生产聚氨酯的主要原料，水分散型涂料、合成革等。（纯MDI）、含有一定比例纯MDI与多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物（聚合MDI）以及纯MDI与聚合MDI的改性物的总称，是生产聚氨酯最重要的原料，用它制成的水性墨的耐磨、耐油、弹性等方面有其它合成材料无法比拟的优点。缺点是价格贵， 高温容易黄变，需要进行化学改性， 异佛尔酮二异氰酸酯 IPDI异佛尔酮二异氰酸酯 IPDI是无色至微黄色液体。纯度 >99 ％。熔点 -60 ℃ 。沸点 158 ℃ /(1.333kPa) 。蒸气压 0.4Pa(20 ℃ ) 。闪点 163 ℃ 。折射率 1.4829 。密度 1.0615g·cm-3(20 ℃ ) 。是脂肪族不变黄异氰酸酯，与羟基、胺等含活泼氢化合物反应，但反应活性比芳香族异氰酸酯低。主要用于制备不泛黄聚氨酯水墨、涂料及弹性体。它的优点是快速交联，特性制成的水墨具有快干、弹性好、耐磨性好，在引入有机硅后具有高光泽性、耐低温、耐划伤、耐高温、耐黄变、耐溶剂性、粘接性流平性都非常好。

水墨生产的时候操作性好，低毒性， 反应条件温和， 容易乳化分散， 乳液稳定性优良。中国没有生产企业，价格昂贵。塑料复合里印中的应用塑-塑复合中，目前溶剂型的聚氨酯胶水占主体，但是随着环保要求和VOC值要求而减少。100℃左右的耐热，对于水性聚氨酯胶水是合适的。耐蒸煮的复合胶水温度在121-135℃，环保的胶水是双组份，无溶剂覆膜胶。无溶剂双组份的胶水成分主要是异氰酸酯改性聚酯的胶水，特点是不黄变，耐高温，低粘度。 有机氟在水墨中的应用的特点有机氟树脂的特殊用途有机氟树脂可以在油墨表面形成气球化表面，由于它有不粘性，超低摩擦阻力，使得印刷版的寿命延长。气球化表面是亲水性的表面，因此有再印刷性， 它又能够拒有机溶剂。它还有防沾污，耐手纹与耐高温的特性。以下显示易去污和耐手纹特性。纳米技术改性水性UV涂料在烟包方面的应用 纳米技术在涂料中应用可获得特殊的功能涂料。(1) 高硬度烟包罩光(2) 快干水性UV凹版油墨(3) 低成本(4) 抗静电的水性UV凹版油墨(5) 红外线吸收涂料(6) 紫外吸收涂料等纳米SiO2改性水性UV烟包油墨目的：提高涂料的硬度、耐磨性、抗紫外 线的性能等。改性方法：(1) 填充法(2) 原位杂化法 偶联剂(KH-570)改性法：共聚接枝改性法：添加表面共聚接枝改性的纳米SiO2，水性UV 油墨的性能：(1) 水性烟包UV涂料的硬度由2～3H提升到5～6H(2) 耐磨性由9.6mg提升到2.3mg(500g/500r)(3) 纳米粒子的稳定性达到60d以上(4) 附着力100％(划格法)(5) 水性UV是可以再印的油墨，这个对烫金工艺后印刷有特殊意义。感苍生之悠悠， 与君携手前行谢谢本人联系电话电子邮件：

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