UV油墨最新４大发展方向，你支持哪一个？
时间：2020-09-30 来源：
站在今天这个时代，我们会觉得很热闹，各种油墨新技术、新工艺以及新印刷设备不断涌现出来。随着印刷行业规模越来越大，油墨及印刷行业绿色化的呼声也比几年前高了许多。在各行各业均要实现绿色可持续化发展的理念下，我们印刷油墨行业的发展趋势如何？
回顾油墨行业发展历史
回顾油墨行业几十年来的历史，我们发现它其实是印刷行业发展的“附庸”。今天的印刷行业，从印刷的实现方式来区分，分为胶印、凸印、网印、柔印、凹印以及数字印刷（喷墨为主）等5个大类。与之就形成了对应的5大油墨品类，如表1所示。
表1 5大油墨品类特性对比
应该说，为了匹配不同印刷方式，才有了适应于各类印刷机型的油墨品类。从基础物性上看，不同品类油墨具有不同范围的黏度，从最稠的胶印油墨到最稀的喷墨印刷油墨，怎么降低油墨体系的黏度以适应于不同印刷设备，成为油墨制造的一项核心内容。
工业化的发展必然是实现成本最低化及生产效率最高化的原则，所以有机溶剂（沸点低于250℃，可产生挥发性有机化合物VOCs）当仁不让地成为了油墨最具性价比的“稀释剂”。油墨与印刷行业的VOCs污染性问题随之而来。
非100%固化体系的各类油墨无法有效减少VOCs的污染问题。而我国印刷市场仍以凹印和胶印为主，使我们整体印刷行业成为继石油炼化、电煤、汽车尾气、涂料等行业之后的第五大污染源。国外统计表明，每年大气中的有机挥发物排放大约有2%是印刷行业造成的。
近年来，国家对于VOCs管控和治理提出了更高的要求，部分重点省市区发布了各类VOCs排放与管控法规。今年颁布实施的GB 38507-2020《油墨中可挥发性有机化合物（VOCs）含量的限值》等法规，明确要求各类油墨必需符合相关限量标准，为行业的规范化、绿色化发展奠定了基础，如表2所示。
表2 油墨中可挥发性有机化合物含量的限值
从油墨组成原材料角度来看，目前实现真正意义上的VOCs零排放的只有紫外光（UV）固化油墨、电子束（EB）固化油墨、植物油基胶印油墨、纯水性柔印油墨等少数种类，整体产量占比不足油墨总量的10%。
✦ 从使用角度来看，EB油墨的固化设备具有特殊性，体积庞大、需屏蔽罩和纯氮气保护，国外主要应用于印铁涂层或少量食品包装印刷领域。
✦ 纯水性柔印、凹印油墨，主要应用于纸类包装机书刊印刷，诸如肯德基、麦当劳的产品纸及外包装等，在非吸收性材料的印刷领域，印刷速度受到很大限制，印刷效果也无法与胶印抗衡。
✦ 水性喷墨墨水可印刷部分非吸收性材料，具有一定的市场前景，目前主要受制于成本压力。
✦ 植物油基胶印油墨采用氧化结膜干燥，以印刷吸收性纸张为主，诸如书籍、食品外包装等领域，其在干燥速度方面远达不到同类UV油墨水准。
✦ 更为关键的是，UV油墨可以应用于胶印、凸印、网印、柔印、凹印及数字喷码等所有的印刷设备，形成全系列的产品覆盖。
在20世纪70年代，欧洲率先将紫外光固化技术（简称“UV固化”）引入到油墨领域，开创了能量固化型印刷的新纪元，至今已有40余年历史。90年代开始，UV油墨以及UV印刷作为新兴技术陆续引入国内市场，迅速发展成为印刷行业增长最快的领域，长期以来占据着印刷行业的“高端位置”。
UV油墨相对于传统的热固性、氧化结膜性及挥发干燥性等类型的油墨，不需要使用任何有机溶剂作为稀释剂，百分之百固含量。UV油墨的出现，第一次从组成体系上面解决了困扰油墨百年来的VOCs难题。
所有油墨干燥的本质是从液态转变成固态，在印刷后完成“相变”成膜，这个过程一般是能量吸收的过程。按照节能环保的趋势，油墨干燥方式从风、热及氧化结膜等慢干燥方式，向更高效的UV光固化方式进行转变。因此，高效率和极低VOCs的特性，造就了UV固化技术在印刷领域的发展是必然的。如表3UV油墨所具备的4大特性。
表3 UV油墨特性
UV油墨的绿色化发展方向
现阶段，油墨及印刷的UV光固化技术是解决VOCs污染的最佳路径，尤其是LED-UV技术的普及和LED-UV油墨的大规模上市，为印刷行业实现真正的绿色环保化提供了可靠支持，但这并不表明UV油墨绝对绿色环保。
传统UV油墨的原材料大部分来自于石油类合成材质，总量可以占油墨配方的50%～70%，这导致油墨本身缺少生态可持续性。在石化资源日益紧张甚至枯竭的当下，UV油墨的可持续发展受到一定挑战。
未来，UV油墨将主要有以下4个方面的可持续绿色化发展方向。
01
UV植物油基油墨
转基因技术在全球范围的广泛应用，使植物油大量供应且质量更加稳定，价格也随之大幅下降。因此，植物油成为聚合物材料合成领域中最有希望替代石油的原料之一。
植物油基油墨通过使用可再生原料，诸如松香、大豆油、桐油等，一方面降低了产品成本，有效增强了生物资源利用率；另一方面提高了油墨及印刷品的生物可降解性能，有效降低了对石油制品的依赖程度。
目前以杭华油墨为代表的企业，先后成功开发了大豆油改性UV油墨，即UV SOYA体系的油墨，已成功应用于儿童玩具类标签上，受到欧美地区一些环保理念超前的客户群体的推崇。
02
无水UV胶印油墨
无水胶印采用硅胶拒油的原理，与有水胶印相比去掉了“润版液”的因素，绿色环保性能提升一大步。
无水胶印油墨由于去掉了润版水的因素，既减少了对环境的污染，也使印刷产品的网点饱满、图文色彩鲜艳光亮、网点变形小、网点和阶调再现性优于PS版印刷。
国际上无水胶印新技术、新材料飞速发展，对无水胶印的使用也在不断增加，越来越多的客户关注此市场，并不断进行投入创新。
03
低迁移性抗菌UV油墨
低迁移性抗菌UV油墨在食品包装领域取得了低迁移突破。UV油墨中或多或少地含有低分子物质，尤其是光引发剂存在迁移性风险。为了UV油墨产品及相关UV印刷品达到食品包装抗菌、低迁移性要求（抗菌率>99%，特定迁移性达到10ppb水准），彻底解决UV印刷最后一公里的绿色环保问题，杭华油墨采用非溶剂法合成的树脂、丙烯酸单体，以及大分子引发剂和抗菌材料制备低迁移性的抗菌UV油墨。
04
LED-UV低能耗油墨
LED-UV低能耗油墨在LED胶印、凸印、柔印及凹印领域广泛应用。LED-UV技术的出现进一步提高了光固化的节能及环保性，促进了UV油墨在传统印刷领域的发展。
LED-UV印刷系统与传统UV印刷系统相比，具有以下几点优势：
(1)LED固化装置耗电量低，能耗只有传统汞灯的20%左右，有效地减少了CO2的排放；
(2)相较于汞灯，LED固化产生热量少，适用于对热敏感的材质印刷；
(3)LED灯是普通汞灯寿命的10倍以上，大幅降低了传统紫外光源更换频度，极大降低了耗材费用；
(4)LED灯可做到瞬间开启或关闭，无须预热及降温时间，生产作业效率得到提高。因此，LED-UV印刷系统的发展进一步增强了印刷业对环境的友好性。
2017年以来，杭华油墨与国内合作厂家合作开发的高聚光型、高功率LED-UV固化系统，在单张纸胶印印刷领域，开创了一条新的环保印刷道路。其新开发的LED-UV油墨具有环境友好（符合HJ 2542等环境标志产品认证要求）、节省能耗费用、产生热量少等优点，是未来10年UV印刷需要发展的关键技术。
绿色环保可持续发展成为全行业发展的大方向，其中绿色强调对环境及人体的保护，减少污染；节能强调对资源、能源的节约。我国每年70万余吨的印刷油墨总产销量中，UV油墨及相关辅助产品（UV涂布光油等）不足5万吨。
随着近年来环保法规的制定和落地，部分高污染印刷方式，通过过程管控和终端治理，绿色环保性比以往有了明显提升，但过程管控和终端治理，必须要有相当大的设备投入、有效管理和日常监督才能行之有效，否则也只能停留在表面。
