UV油墨最新４大發展方向，你支持哪一個？
時間：2020-09-30 來源：
站在今天這個時代，我們會覺得很熱鬧，各種油墨新技術、新工藝以及新印刷設備不斷涌現出來。隨著印刷行業規模越來越大，油墨及印刷行業綠色化的呼聲也比幾年前高了許多。在各行各業均要實現綠色可持續化發展的理念下，我們印刷油墨行業的發展趨勢如何？
回顧油墨行業發展歷史
回顧油墨行業幾十年來的歷史，我們發現它其實是印刷行業發展的“附庸”。今天的印刷行業，從印刷的實現方式來區分，分為膠印、凸印、網印、柔印、凹印以及數字印刷（噴墨為主）等5個大類。與之就形成了對應的5大油墨品類，如表1所示。
表1 5大油墨品類特性對比
應該說，為了匹配不同印刷方式，才有了適應于各類印刷機型的油墨品類。從基礎物性上看，不同品類油墨具有不同范圍的黏度，從最稠的膠印油墨到最稀的噴墨印刷油墨，怎么降低油墨體系的黏度以適應于不同印刷設備，成為油墨制造的一項核心內容。
工業化的發展必然是實現成本最低化及生產效率最高化的原則，所以有機溶劑（沸點低于250℃，可產生揮發性有機化合物VOCs）當仁不讓地成為了油墨最具性價比的“稀釋劑”。油墨與印刷行業的VOCs污染性問題隨之而來。
非100%固化體系的各類油墨無法有效減少VOCs的污染問題。而我國印刷市場仍以凹印和膠印為主，使我們整體印刷行業成為繼石油煉化、電煤、汽車尾氣、涂料等行業之后的第五大污染源。國外統計表明，每年大氣中的有機揮發物排放大約有2%是印刷行業造成的。
近年來，國家對于VOCs管控和治理提出了更高的要求，部分重點省市區發布了各類VOCs排放與管控法規。今年頒布實施的GB 38507-2020《油墨中可揮發性有機化合物（VOCs）含量的限值》等法規，明確要求各類油墨必需符合相關限量標準，為行業的規范化、綠色化發展奠定了基礎，如表2所示。
表2 油墨中可揮發性有機化合物含量的限值
從油墨組成原材料角度來看，目前實現真正意義上的VOCs零排放的只有紫外光（UV）固化油墨、電子束（EB）固化油墨、植物油基膠印油墨、純水性柔印油墨等少數種類，整體產量占比不足油墨總量的10%。
? 從使用角度來看，EB油墨的固化設備具有特殊性，體積龐大、需屏蔽罩和純氮氣保護，國外主要應用于印鐵涂層或少量食品包裝印刷領域。
? 純水性柔印、凹印油墨，主要應用于紙類包裝機書刊印刷，諸如肯德基、麥當勞的產品紙及外包裝等，在非吸收性材料的印刷領域，印刷速度受到很大限制，印刷效果也無法與膠印抗衡。
? 水性噴墨墨水可印刷部分非吸收性材料，具有一定的市場前景，目前主要受制于成本壓力。
? 植物油基膠印油墨采用氧化結膜干燥，以印刷吸收性紙張為主，諸如書籍、食品外包裝等領域，其在干燥速度方面遠達不到同類UV油墨水準。
? 更為關鍵的是，UV油墨可以應用于膠印、凸印、網印、柔印、凹印及數字噴碼等所有的印刷設備，形成全系列的產品覆蓋。
在20世紀70年代，歐洲率先將紫外光固化技術（簡稱“UV固化”）引入到油墨領域，開創了能量固化型印刷的新紀元，至今已有40余年歷史。90年代開始，UV油墨以及UV印刷作為新興技術陸續引入國內市場，迅速發展成為印刷行業增長最快的領域，長期以來占據著印刷行業的“高端位置”。
UV油墨相對于傳統的熱固性、氧化結膜性及揮發干燥性等類型的油墨，不需要使用任何有機溶劑作為稀釋劑，百分之百固含量。UV油墨的出現，第一次從組成體系上面解決了困擾油墨百年來的VOCs難題。
所有油墨干燥的本質是從液態轉變成固態，在印刷后完成“相變”成膜，這個過程一般是能量吸收的過程。按照節能環保的趨勢，油墨干燥方式從風、熱及氧化結膜等慢干燥方式，向更高效的UV光固化方式進行轉變。因此，高效率和極低VOCs的特性，造就了UV固化技術在印刷領域的發展是必然的。如表3UV油墨所具備的4大特性。
表3 UV油墨特性
UV油墨的綠色化發展方向
現階段，油墨及印刷的UV光固化技術是解決VOCs污染的最佳路徑，尤其是LED-UV技術的普及和LED-UV油墨的大規模上市，為印刷行業實現真正的綠色環保化提供了可靠支持，但這并不表明UV油墨絕對綠色環保。
傳統UV油墨的原材料大部分來自于石油類合成材質，總量可以占油墨配方的50%～70%，這導致油墨本身缺少生態可持續性。在石化資源日益緊張甚至枯竭的當下，UV油墨的可持續發展受到一定挑戰。
未來，UV油墨將主要有以下4個方面的可持續綠色化發展方向。
01
UV植物油基油墨
轉基因技術在全球范圍的廣泛應用，使植物油大量供應且質量更加穩定，價格也隨之大幅下降。因此，植物油成為聚合物材料合成領域中最有希望替代石油的原料之一。
植物油基油墨通過使用可再生原料，諸如松香、大豆油、桐油等，一方面降低了產品成本，有效增強了生物資源利用率；另一方面提高了油墨及印刷品的生物可降解性能，有效降低了對石油制品的依賴程度。
目前以杭華油墨為代表的企業，先后成功開發了大豆油改性UV油墨，即UV SOYA體系的油墨，已成功應用于兒童玩具類標簽上，受到歐美地區一些環保理念超前的客戶群體的推崇。
02
無水UV膠印油墨
無水膠印采用硅膠拒油的原理，與有水膠印相比去掉了“潤版液”的因素，綠色環保性能提升一大步。
無水膠印油墨由于去掉了潤版水的因素，既減少了對環境的污染，也使印刷產品的網點飽滿、圖文色彩鮮艷光亮、網點變形小、網點和階調再現性優于PS版印刷。
國際上無水膠印新技術、新材料飛速發展，對無水膠印的使用也在不斷增加，越來越多的客戶關注此市場，并不斷進行投入創新。
03
低遷移性抗菌UV油墨
低遷移性抗菌UV油墨在食品包裝領域取得了低遷移突破。UV油墨中或多或少地含有低分子物質，尤其是光引發劑存在遷移性風險。為了UV油墨產品及相關UV印刷品達到食品包裝抗菌、低遷移性要求（抗菌率>99%，特定遷移性達到10ppb水準），徹底解決UV印刷最后一公里的綠色環保問題，杭華油墨采用非溶劑法合成的樹脂、丙烯酸單體，以及大分子引發劑和抗菌材料制備低遷移性的抗菌UV油墨。
04
LED-UV低能耗油墨
LED-UV低能耗油墨在LED膠印、凸印、柔印及凹印領域廣泛應用。LED-UV技術的出現進一步提高了光固化的節能及環保性，促進了UV油墨在傳統印刷領域的發展。
LED-UV印刷系統與傳統UV印刷系統相比，具有以下幾點優勢：
(1)LED固化裝置耗電量低，能耗只有傳統汞燈的20%左右，有效地減少了CO2的排放；
(2)相較于汞燈，LED固化產生熱量少，適用于對熱敏感的材質印刷；
(3)LED燈是普通汞燈壽命的10倍以上，大幅降低了傳統紫外光源更換頻度，極大降低了耗材費用；
(4)LED燈可做到瞬間開啟或關閉，無須預熱及降溫時間，生產作業效率得到提高。因此，LED-UV印刷系統的發展進一步增強了印刷業對環境的友好性。
2017年以來，杭華油墨與國內合作廠家合作開發的高聚光型、高功率LED-UV固化系統，在單張紙膠印印刷領域，開創了一條新的環保印刷道路。其新開發的LED-UV油墨具有環境友好（符合HJ 2542等環境標志產品認證要求）、節省能耗費用、產生熱量少等優點，是未來10年UV印刷需要發展的關鍵技術。
綠色環保可持續發展成為全行業發展的大方向，其中綠色強調對環境及人體的保護，減少污染；節能強調對資源、能源的節約。我國每年70萬余噸的印刷油墨總產銷量中，UV油墨及相關輔助產品（UV涂布光油等）不足5萬噸。
隨著近年來環保法規的制定和落地，部分高污染印刷方式，通過過程管控和終端治理，綠色環保性比以往有了明顯提升，但過程管控和終端治理，必須要有相當大的設備投入、有效管理和日常監督才能行之有效，否則也只能停留在表面。
