水性油墨详解

一、引言
水性油墨是一种以水为主要溶剂或分散介质的印刷油墨体系。它摒弃了传统溶剂型油墨中大量使用的有机溶剂，转而采用水溶性树脂作为连接料，辅以有机颜料、功能性溶剂（如水、少量醇类或醚类以调节粘度、干燥速度等）以及各种必须的助剂，通过研磨工艺加工而成。这种独特的配方，不仅让水性油墨拥有了溶剂油墨无法比拟的环保优势，同时在印刷速度，效果，颜色，光泽度各方面也并不逊色。

在全球化环保浪潮的推动下，各行各业对可持续发展和绿色生产的需求日益迫切。印刷行业作为传统制造业的重要组成部分，其生产过程中产生的污染问题长期以来备受关注。传统溶剂型油墨因含有大量挥发性有机化合物（VOCs），在印刷、干燥及废弃物处理过程中易释放有害气体，对环境和人体健康构成威胁。因此，寻找并推广替代产品，减少VOCs排放，成为印刷行业转型升级的必然选择。

水性油墨的产生以其低VOCs排放、良好的印刷适应性、易清洁的印刷设备和较短的干燥时间等优势，迅速在包装印刷、商业印刷、出版物印刷等多个领域得到应用。从环保角度来看，水性油墨能够显著降低大气污染物的排放，改善空气质量，保护生态环境；从经济角度看，虽然初期投资可能略高于溶剂型油墨，但长期来看，其低能耗、低排放的特点有助于企业节省环保处理费用，提升品牌形象，增强市场竞争力。

此外，水性油墨还具备优异的色彩再现能力和印刷稳定性，能够满足现代印刷业对高精度、高速度、高质量的需求。随着技术的不断进步和成本的进一步降低，水性油墨的应用范围将持续扩大，推动整个印刷行业向更加绿色、高效、可持续的方向发展。

二、水性油墨的发展

在20世纪初，随着工业化进程的加速，印刷行业迎来了快速发展。然而，传统溶剂型油墨中的挥发性有机化合物（VOCs）排放问题逐渐引起了全球关注。在这一背景下，科学家们开始探索更加环保的油墨替代品，水性油墨的概念应运而生。初期，由于技术条件的限制，水性油墨的性能尚不稳定，应用范围有限，主要用于一些对环保要求不是特别高的领域。

进入20世纪中后期，随着科学技术的飞速发展，水性油墨迎来了技术上的重大突破。欧洲和北美等发达国家率先加大了对水性油墨研发的投入，通过引入新型树脂、改进生产工艺等手段，显著提升了水性油墨的耐水性、光泽度、干燥速度等关键性能指标。

进入21世纪，全球环保法规的日益严格，水性油墨在全球范围内的应用迅速扩大。在包装印刷、商业印刷、出版物印刷等多个领域，水性油墨凭借其环保、安全、经济等优势逐渐取代了部分传统溶剂型油墨。特别是在欧洲和美国等发达国家，水性油墨已成为包装印刷的主流选择。

与此同时，发展中国家也开始重视水性油墨的应用与推广。随着环保意识的觉醒和印刷技术的不断进步，越来越多的发展中国家开始引入水性油墨技术，以满足国内市场需求并提升国际竞争力。这一趋势推动了水性油墨在全球范围内的普及与发展。

三、水性油墨的主要成分

水溶性树脂：作为连结料，对油墨的粘度、附着力、光泽、干燥及印刷适应性有重要影响。常见类型包括顺丁烯二酸树脂、水溶性丙烯酸树脂，聚氨酯树脂等。
颜料：赋予油墨色彩，需选用能耐碱性的颜料。
溶剂：主要为水，少量酒精等辅助溶剂。
助剂：包括消泡剂、稳定剂、慢干剂等，用于改善油墨的特定印刷性能。

四、水性油墨的生产工艺

4.1原材料选择与准备
水性油墨的主要原材料包括颜料、树脂、助剂、稀释剂和水。

颜料：颜料是水性油墨的重要组成部分，赋予油墨颜色。颜料可以是有机颜料或无机颜料，常见的有酞菁蓝、酮酸蓝、氧化铁、氧化铬等。颜料的选择需考虑其色泽、着色力、遮盖力、分散度以及耐磨性等性能。

树脂：树脂是水性油墨的主要固化剂，也是油墨的连接料。它使颜料颗粒均匀分散，并赋予油墨一定的流动性、附着力和干燥速度。常用的树脂有丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等。

助剂：助剂是油墨的辅助成分，用于改善油墨的特定性能。常见的助剂包括pH值稳定剂、消泡剂、快干剂、慢干剂、稀释剂、增稠剂等。

稀释剂：稀释剂主要用于调整油墨的粘度和流动性，常用的稀释剂包括水和少量乙醇等。

4.2生产工艺流程
水性油墨的生产工艺通常包括以下几个步骤：

颜料与水的预混：将颜料和一定量的水混合搅拌，使颜料分散均匀，形成稀浆状的颜料体。这个步骤是颜料分散的初步阶段。

加入树脂与助剂：在颜料预混液中加入树脂、助剂和稀释剂，并进行充分搅拌。搅拌的目的是使树脂和助剂与颜料充分混合，形成均匀的油墨体系。

研磨：将调配好的油墨进行研磨处理。研磨的目的是将颜料颗粒细化并提高油墨的色彩饱和度和光泽度。通过摩擦作用使颜料颗粒变得更加细小。惠州中之星引进新设备之后，研磨的细度可以达到纳米级别。

过滤处理：研磨后的油墨需要进行过滤处理以去除其中的杂质和颗粒。过滤器的选择应根据油墨的要求来确定合适的孔径。过滤后的油墨更加纯净，有利于提高印刷质量和稳定性。

调整粘度与性能：根据油墨的使用要求，通过添加稀释剂或增稠剂等助剂来调整油墨的粘度。同时，还可以根据需要添加其他助剂来改善油墨的流动性、干燥性等性能。惠州中之星一贯采用高浓度低粘度的做法，大大提升油墨的遮盖力。

包装与存储：将调制好的水性油墨进行包装并妥善存储。包装形式可以根据油墨的用途和客户需求来选择适当的包装材料和规格。存储时需要注意控制温度和湿度等条件以防止油墨变质或性能下降。

五、水性油墨的特点

5.1环保性
低VOC排放：水性油墨的溶剂主要是水及少量醇类，显著减少了挥发性有机化合物（VOC）的排放，有助于降低对大气环境的污染。
无毒无害：与溶剂型油墨相比，水性油墨无毒、无腐蚀性、无刺激性气味，对工人健康无害，特别适用于食品、药品等需要高卫生标准的包装印刷。

5.2安全性
不易燃、不爆：水性油墨不易燃、不爆，大大降低了火灾隐患，提高了生产安全性。
减少静电和火灾风险：由于水性油墨的溶剂主要是水，不易产生静电，从而减少了因静电引发的火灾风险。

5.3印刷性能
高色密度：水性油墨具有较高的色密度，能够呈现鲜艳、饱满的色彩效果。
适印性强：水性油墨流动性好，易于在各种材质的印刷表面上均匀附着，适合多种印刷方式。
干燥快：水性油墨干燥速度适中，有利于提高印刷效率。

5.4操作性
易于操作：印刷时只需加入自来水预先准备好油墨，印刷过程中直接加入适量的新油墨即可，操作简便。
稳定性好：水性油墨稳定性好，不易分层或结块，有利于保持印刷质量的稳定。

5.5经济性
综合成本低：虽然水性油墨的单价可能略高于溶剂型油墨，但由于其溶剂主要是水，且色浓度高，凹版印刷的版面深度可以较浅，因此综合使用成本较低。此外，随着石油资源的枯竭和有机溶剂价格的上涨，溶剂型油墨的制造成本和环境使用成本将日益增加，而水性油墨的经济性优势将更加明显。

6.6其他特点
抗水性：水性油墨干燥后具有良好的抗水性，不易被水侵蚀或溶解。
耐候性：部分高端水性油墨还具有良好的耐候性，能够在户外环境下长时间保持色彩鲜艳。

六、水性油墨的应用领域
6.1 纸类产品印刷（吸收性材料）
各类纸张：如牛皮纸、铜版纸、热敏纸、格拉辛纸、离型纸和瓦楞纸板等。这些纸张经过水性油墨印刷后，可用于制作纸箱、纸袋、不干胶纸等常见产品。
食品级纸制品：对于纸盘、纸杯、餐巾纸和纸质吸管等食品级纸制品，水性油墨的应用尤为重要。由于其环保无毒的特性，能够满足食品包装对卫生和安全的高要求。

6.2塑料产品印刷（非吸收性材料）
塑料编织类产品：LDPE、HDPE和PP等编织品是常见的塑料编织材料，经过水性油墨印刷后，可以制作成水泥袋、饲料袋、集装袋和面粉袋等编织袋产品。
塑料薄膜类产品：LDPE、HDPE、BOPP、PVC、PET和PO等薄膜类非吸收性材料也可以使用水性油墨进行印刷。这些薄膜材料广泛应用于背心袋、服装袋、垃圾袋、快递袋和化工袋等塑料包装产品，以及纸尿裤、卫生巾和零食袋等食品级产品。

七、水性油墨的印刷方式

水性油墨的印刷方式多样，主要根据印版类型或印刷方式的不同进行分类。以下是水性油墨常见的几种印刷方式：

7.1凸版印刷
凸版印刷是一种印刷版面着墨部分凸出于非着墨部分的印刷方式。凸版油墨主要用于印刷书刊、报纸、画册、单据、帐簿等。
凸版油墨按印刷机种类和印制品的用途进一步细分为铅印油墨、铜版油墨、凸版轮转油墨、柔性凸版油墨等。

7.2 柔版印刷
柔版印刷是一种使用柔性版材进行印刷的方式，柔版也是凸版的一种。其油墨通常具有较好的流动性和转移性，以适应柔性版材的印刷特点，目前柔版印刷是水性油墨使用最多的一种印刷方式。
柔版印刷在包装印刷领域占据重要地位，特别是在瓦楞纸箱、塑料袋、标签等产品的印刷上应用广泛。

7.3凹版印刷
凹版印刷时，凹入于版面的图纹部分上墨，将非图纹部分的墨擦去或刮净，然后进行印刷。凹版油墨分为雕刻凹版油墨和照相凹版油墨。
凹版油墨广泛应用于包装印刷领域，如塑料薄膜、纸张、铝箔等的印刷，特别是在烟包、酒盒、食品包装盒等高质量印刷品上。

7.4 丝网印刷
丝网印刷时油墨通过印版的网孔漏印到承印表面进行印刷。比较适合成型后的物品印刷，
丝网印刷具有墨层厚实、立体感强、印刷适应性广等特点，被广泛应用于玻璃、陶瓷、金属、塑料、纸张等多种材料的印刷，特别是在电子产品、工艺品、广告标识等领域。

八、水性油墨的发展现状

8.1国内水性油墨的发展现状

近年来，随着环保意识的增强和政策的推动，中国水性油墨市场需求持续增长。据相关报告，中国水性油墨产量从2008年的7.97万吨增长至2022年的39.69万吨，显示出强劲的增长势头。

特别是在水性凹印油墨领域，虽然起步较晚，但发展迅速。2023年中国水性凹印油墨市场规模约为2.29亿美元，约占全球市场的15.96%，预计到2030年将达到3.39亿美元，占全球市场的18.02%。

国内水性油墨行业在技术研发方面取得了显著进展，特别是在环保、印刷效果、经济性等方面。水性油墨使用水作为溶剂，具有较低的挥发性有机化合物（VOCs）排放，符合环保要求。

8.2国外水性油墨的发展现状

全球水性油墨市场规模持续扩大。2023年全球水性油墨市场规模达到了220.15亿元人民币，预计到2029年将以5.34%的年复合增速增长至306.1亿元人民币。

北美和欧洲是全球水性油墨的重要消费区域，市场份额较高。同时，中国和日本等亚洲国家也占据了显著的市场份额。

8.3水性油墨的发展趋势
环保化：
随着环保法规的日益严格和消费者环保意识的提高，水性油墨作为环保型油墨的代表，其市场前景非常可观。未来，水性油墨行业将继续朝着更加环保、低污染的方向发展。

高质化：
水性油墨不仅要达到环保标准，还需要具备良好的印刷效果和品质。未来，水性油墨的研发将更加注重印刷效果的提升，包括颜色鲜艳度、附着力、耐光性等方面。

智能化与数字化：
人工智能技术的不断发展，水性油墨的生产方式也将朝着智能化、数字化方向发展。通过信息化技术实现生产过程的自动化、数字化和智能化将提高生产效率和质量。

多元化：
水性油墨的应用领域正在不断扩大。未来，水性油墨将涉及更多领域如汽车、建筑、电子等行业的印刷需求。同时随着新型材料和新技术的不断涌现也将为水性油墨创造更多的应用场景。


九、总结

水性油墨作为印刷行业的重要环保材料，近年来在全球范围内得到了广泛的关注与应用。从全球的发展现状来看，水性油墨不仅顺应了环保趋势，还在技术创新和市场拓展方面取得了显著成就。

在国内，随着环保政策的持续加码和消费者环保意识的提升，水性油墨市场需求持续增长。国内企业积极投入研发，不断提升水性油墨的性能和品质，以满足市场多样化、高品质的需求。从市场规模来看，中国水性油墨产量和市场规模均呈现出快速增长的态势，显示出强劲的发展动力。同时，国内企业在技术创新方面也取得了显著进展，如纳米技术、无溶剂技术等的应用，进一步提升了水性油墨的性能和印刷效果。

在国际市场上，水性油墨同样受到青睐。北美、欧洲等发达国家和地区作为水性油墨的重要消费区域，其市场规模和消费需求持续扩大。国际知名油墨企业纷纷加大在水性油墨领域的投入，通过技术创新和产品开发，不断提升产品的竞争力和市场占有率。同时，随着全球环保意识的提高和法规的完善，水性油墨作为环保型油墨的代表，其市场前景非常广阔。

从发展趋势来看，水性油墨将继续朝着环保化、高质化、智能化和多元化的方向发展。首先，环保化是水性油墨发展的首要趋势。随着环保法规的日益严格和消费者环保意识的提高，水性油墨将更加注重环保性能的提升，减少VOCs排放，降低对环境的污染。其次，高质化是水性油墨发展的核心方向。未来，水性油墨将不断提升印刷效果和品质，满足市场对高品质印刷品的需求。同时，智能化和数字化也将成为水性油墨发展的重要趋势。通过信息化技术实现生产过程的自动化、数字化和智能化，将提高生产效率和质量，降低生产成本。最后，多元化是水性油墨发展的必然趋势。随着新型材料和新技术的不断涌现，水性油墨将涉及更多领域的应用，如汽车、建筑、电子等行业的印刷需求，为水性油墨创造更多的市场机会。