環保型水性上光油
天津工業大學材料科學與化學工程學院 鄧寶祥 于瑞香
摘要：本文主要論述了各種紙張上光油的優缺點，并對水性上光油進行了分類。用水性上光油上光后的紙品可以增加油墨層的防熱、防潮能力，起到耐磨的作用。與其它上光油相比，其價格低廉，易于操作，并且具有無毒、無污染等優點。
關鍵詞：UV上光 溶劑型上光 水性上光油 丙烯酸樹脂
一、引言
上光油又稱罩光油或者上光涂料，是一種無色的、透明或者半透明的油墨。它可以增加印刷光澤、保護印刷品表面，提高印刷品的耐磨擦、耐化學藥品、耐水性，防止印刷品蹭臟或粘連。
目前，普遍采用UV上光工藝和溶劑型上光工藝，而水性上光劑的應用卻十分少。上光油主要有溶劑型和水性兩種。溶劑型一般是以聚氨酯、SBS(苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物)、EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)、聚丙烯酸酯等為主體樹脂，以甲苯、醋酸乙酯、汽油等為溶劑，輔以增粘樹脂、增塑劑、抗氧劑等助劑制成。由于有機溶劑的揮發，存在易燃、有毒、和污染環境的缺點，已不再
是當前研究開發的重點。而UV上光雖然具有干燥速度快等優點，但是價格昂貴。水性上光油是將不溶于水的高分子物質通過乳化劑均勻分散于水中形成的，它克服了溶劑型上光油易燃、有毒、能耗高、污染環境等缺點，而且乳液粘度與分子量無關，所以成為當前紙品上光領域研究的重點。
水是最廉價且無污染的涂料溶劑，這種水性上光油在上個世紀90年代得到迅速發展，在發達國家受到普遍歡迎。對于印刷行業來說，印刷的質量要求中逐漸增加了許多衛生、環保、勞動保護等方面的要求和制約條件，特別是對食品包裝印刷的要求更為嚴格，只有水性上光油才能符合國際衛生標準的要求。
二、水性上光油的分類
1.傳統的水性上光油
傳統的水性上光油的主劑是溶解在水中或者是懸浮于水中的高分子聚合物。其含水量達50～70%，由于含水量過大，因此上光效果不理想，出現了干燥慢、不易流平等問題。
2.催化型水性上光油
催化型水性上光油一般在帶有加熱裝置的卷筒印刷機上使用。它是熱固型的，受熱不會重新塑化，因此也只能用聯機壓光方式壓光。催化型水性上光油中含有游離甲醛，而甲醛是一種致癌物質，對人體健康有害。因此，從衛生和環保的角度來看，催化型水性上光油只能用于對衛生和環保要求不高的印刷品上。
3.現代新型水性上光油
在傳統的水性上光油中加入助劑(主要是表面活性劑)，就形成了現代新型水性上光油。其中以乙二醇或丙二醇來取代80%的水，其外觀呈乳白色。調整上光油中的固體含量，可以獲得高光澤、普通光澤、亞光澤等不同的上光效果。
新型水性上光油是符合衛生、環保要求的，它的應用越來越多，被廣泛應用于食品、醫藥等產品的包裝上，而且采用水性上光油的印品可通過生物降解回收。從上光性能來看，傳統的水性上光油沒有應用價值，而現代水性上光油符合衛生和環保的要求，其上光性能也較好，它是印刷廠家的首選，具有更廣闊的應用前景。
三、水性上光油的組成和應用
水性上光油主要由主劑、溶劑、助劑三大部分組成。
1．主劑
水性上光油的主劑是成膜樹脂，通常是合成樹脂，它影響和支配著深層的各種物理性能和膜層的上光品質，如光澤性、附著性、干燥性等。水性成膜樹脂品種很多，但目前國內外使用較為普遍
的是丙烯酸體系的共聚樹脂。其共聚樹脂的性能取決于單體的組成和合成工藝。水性丙烯酸共聚樹脂具有成膜性好、光澤度好、透明度高、干燥速度快、耐磨、耐水等一系列優良性能，大量的應用在水性上光油中。
2．助劑
助劑是為了改善水性上光油的理化性能及加工特性。經常使用的助劑有：固化劑、表面活性劑、消泡劑、干燥劑、助粘劑、潤濕分散劑、其他助劑等等。助劑的種類很多，使用上視上光油的種類而定。但各類助劑的用量不應超過總量的5%，否則將會影響上光油的加工適應性。
3．溶劑
溶劑的主要作用是分散或溶解合成樹脂、各種助劑。水性上光油的溶劑主要是水。水無色、無味、無毒，來源廣，價格低廉，揮發性幾乎為零，流平性也非常好。但是，也有不足之處，如干燥速度慢，容易造成產品尺寸不穩定等，因此，使用時添加乙醇，以提高水性溶劑的干燥性能，改善水性上光油的加工適應性。
水性上光油的應用，必須根據不同的上光方式、紙張的類型、產品質量要求等綜合考慮才能取得良好的效果。在使用時應注意：
1涂布過程中，必須合理控制上光油的粘度和固含量，稀釋只能在一定的固含量范圍內進行。
2選擇紙張類型：厚紙尺寸穩定性好，薄紙尺寸穩定性差。
3涂布量的控制：水性上光油的涂布量是不容易控制的，粘度的控制至關重要。
4在使用水性上光油時可以完全取消或減少使用防粘臟劑，因為水性上光油固化完全，表面很滑爽，很少粘臟。
5干燥時間的控制：溶劑型上光油幾乎都是揮發干燥，而水性上光油的滲透干燥具有極大的利用價值。但在多色印刷中，如果最后一色是涂布上光油，那么干燥時間將會變慢，原因是紙張內部已經吸收了較多的油墨和水。如果采用紅外線上光油，借助于紅外線干燥裝置干燥最為成功。在干燥過程中上光油被加熱，底層快速滲透干燥，同時上光劑中的水分被高溫蒸發，經排風管排走。紅外線干燥裝置干燥效果好。提高干燥速度的另一種方法是增加乙醇的含量，但要結合實際情況、上光油的粘度而定，不能隨意調節。
總之，不論是水性上光油，還是其他的水性材料，它們在非吸收性承印材料的印刷性均不是很理想(在吸收性好的紙張上，印刷適應性較為理想)，還有待于改善和完善。但是，鑒于環保的基礎上，應在進一步完善的基礎上，大力推廣和應用。
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