近年來(lái)，中國飲料的年產(chǎn)量呈現出逐年增長(cháng)的趨勢每年保持10%～20%的增長(cháng)率。據統計，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(cháng)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)，統一、匯源、康師傅、百事可樂(lè )、可口可樂(lè )、農夫山泉、樂(lè )百氏、銀鷺等紛紛全線(xiàn)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簽自然獲益匪淺，而實(shí)現標簽精美印刷的正是各種各樣的收縮標簽印刷油墨。

  如何選擇收縮標簽印刷油墨

  收縮標簽印刷油墨種類(lèi)繁多，如何選擇適當的油墨類(lèi)型呢?油墨供應商首先要了解以下信息。印刷方式 在收縮標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 等材料對于油墨的要求是不同的。產(chǎn)品的存儲、運輸環(huán)境 在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運輸和銷(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，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(zhù)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 這是選擇熱收縮標簽印刷油墨時(shí)首要考慮的因素。因為不同的產(chǎn)品對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(zhù)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(zhù)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(zhù)，可以采取提高干燥箱溫度的方法。但是熱收縮材料對溫度比較敏感，不能依靠增加溫度來(lái)提高油墨附著(zhù)力。就目前而言，附著(zhù)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(zhù)力相對較差。

  殘留溶劑 現在國家標準對溶劑殘留量有相當嚴格的標準。有些印刷廠(chǎng)為了使溶劑揮發(fā)更快，在油墨干燥過(guò)程中把干燥溫度調得比較高，但這會(huì )導致材料預收縮。所以，在印刷中不能對收縮標簽施加過(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簽選擇適合的油墨之前，還必須對熱收縮膜和與油墨的相容性進(jìn)行嚴格測試。

  一般的測試項目包括附著(zhù)性、抗水性、粘連、摩擦系數、殘留溶劑等。

  各種收縮標簽印刷油墨的特性與應用

  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，主要因為其價(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。陽(yáng)離子劑誘發(fā)環(huán)氧基團進(jìn)行連鎖反應，直至氧鍵斷裂或生成玻璃狀聚合物，鏈反應中止。UV 燈所發(fā)出的紅外線(xiàn)是控制反應速度和反應完全的關(guān)鍵。進(jìn)行陽(yáng)離子縮聚反應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)

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

  陽(yáng)離子油墨缺點(diǎn)

  ①較長(cháng)的反應時(shí)間。由于陽(yáng)離子縮聚反應速度慢于自由基縮聚，所以需要較長(cháng)的時(shí)間。墨膜在承印物交聯(lián)、附著(zhù)，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)離子縮聚反應會(huì )受大氣濕度的影響而終止。高溫潮濕天氣會(huì )導致油墨性質(zhì)參數的不斷變化。因此，溫、濕度控制系統是陽(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，油墨工程師必須嚴格控制油墨成分中顏料的類(lèi)型，對顏料進(jìn)行表面處理，使其PH 值達到中性。所以，有許多顏料因無(wú)法滿(mǎn)足UV 油墨流動(dòng)性和粘度要求而不能使用。

  ⑤對分散劑有很高要求。陽(yáng)離子油墨對分散劑種類(lèi)有著(zhù)嚴格的規定，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，直至自由基與顏料、氧氣、添加劑或其它自由基反應，或玻璃化而終止鏈式反應。

  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(zhù)時(shí)，會(huì )出現粘著(zhù)、劃痕等現象。UV 燈所發(fā)出的紅外線(xiàn)則可以加快固化速度，這一點(diǎn)自由基反應稍差于陽(yáng)離子反應，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反應速度快。自由基油墨的固化對溫度無(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。適當的固化裝置和壓力設定，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穩定、無(wú)太大起伏的條件下得出的實(shí)驗結果。若用于實(shí)際生產(chǎn)中，還需做進(jìn)一步論證。

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

  即使在收縮率達到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、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為有機顏料。有機顏料中含有鉛、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)的有機溶劑的用量高達100 萬(wàn)噸以上。此外，油墨中還含有對人體危害較大的重金屬元素。連結料中含有40%～50%的有機溶劑，長(cháng)期接觸會(huì )損害人體的皮膚�？諝庵杏袡C溶劑含量高，被動(dòng)吸入對呼吸系統會(huì )造成傷害。另外油墨中使用較多的有機溶劑，還會(huì )與空氣中的一些氣體發(fā)生化學(xué)反應，產(chǎn)生臭氯及煙霧，嚴重污染空氣，對各種植物的生長(cháng)影響較大，破壞生態(tài)平衡。所以傳統的凹印溶劑型油墨有趨于淘汰之勢，取而代之的是醇溶性復合塑料油墨、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，這種發(fā)展已成為一種趨勢。在亞洲，如新加坡、韓國等國家，甲苯類(lèi)油墨正在被淘汰，將被醇溶凹版油墨所代替。醇溶性油墨現已在國內凹印行業(yè)得到了廣泛應用，可以預見(jiàn)在不久的將來(lái)，醇溶性油墨將占據中國收縮標簽油墨市場(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別在于水性油墨使用的溶劑是水而不是有機溶劑，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、墨性穩定、色彩鮮艷、不腐蝕版材、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、印后附著(zhù)力好、抗水性強、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)美國食品藥品協(xié)會(huì )認可的油墨。目前，美國收縮薄膜產(chǎn)品印刷中有40%采用水性油墨，其他經(jīng)濟發(fā)達國家(如日本、德國、法國等)在薄膜印刷中使用水性油墨的用量也越來(lái)越多。據有關(guān)資料報道，在美國，符合VOC 排放規定的水性墨，必須達到使用狀態(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)標準。

  目前凹印水性油墨也有了長(cháng)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)，并配以高級有機顏料、無(wú)機顏料和多種助劑，符合環(huán)保要求，在表面張力達到(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(zhù)牢度。

  經(jīng)彩印包裝廠(chǎng)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、更強力的干燥設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，這些改造需要相當的投資。

  干燥時(shí)問(wèn)仍是水性油墨應用中最大的問(wèn)題，除非印刷機配有足夠的干燥設備，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)