印刷油墨市场趋势及底涂工艺探究

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商业研究公司发布的《2021年水性印刷油墨全球市场报告：到2030年新冠疫情影响和恢复》指出，全球水性印刷油墨市场预计将从2020年的108.4亿美元增长到2021年的113.6亿美元，复合年增长率（CAGR）为4.8%。市场预计将在2025年以4%的复合年增长率达到133.6亿美元。水性油墨增长的一个驱动因素是参与该市场的公司根据客户需求转向制造环保油墨，水性油墨就属于这一类别。特别是对包装和标签印刷商来说，提供水性油墨是理想的选择，因为它们被认为更适合与接触食物，或人们可能摄入的任何东西的包装进行交互。然而，水性油墨确实存在挑战，最明显的是干燥时间会抑制一些生产级印刷机的速度，并在材料兼容性方面造成障碍。使用底涂可以通过确保油墨附着在基材上来克服这个问题，同时提供视觉上吸引人的图像，从生产到现实世界的处理都经得起考验。

一、解决水性喷墨问题

由于多种原因，水性喷墨印刷很受欢迎，尤其是在标签和包装领域。一方面，当涉及化学品从包装迁移到内部产品的问题时，水性油墨对环境的影响较少。“尽管与其他数字平台相比，其采用的速度较慢，但由于其可持续性和监管方面以及与其他印刷方法相比具有更高的速度性能，因此水性喷墨印刷继续受到市场的欢迎，适用于短版和快速周转的作业，”亚什兰复合粘合剂和涂料业务总监凯瑟琳·赫克曼指出。ACTEGA项目开发的安德烈·萨利对此同意，随着市场寻找更可持续的选择，水性喷墨似乎是一个诱人的选择。“如今，市场专注于提供可持续性、更低环境影响和更高可回收性的解决方案。水性产品可以满足这些需求，并且可以更轻松地处理和运输，减少社会对迁移的担忧。”传统上，标签和包装的喷墨印刷是通过UV固化油墨技术完成的。然而，UV在这个领域和应用中遇到了更多的挑战。“对于更多的非吸收性材料，UV确实是受欢迎的选择，因为它可以提供快速可靠的固化，并可以提供在基材上良好的附着力。然而，使用UV也意味着在机器周围和过程中重新分级运输及其处理的规则更复杂，以及对物质迁移的更多关注，尤其是在食品包装中。但它确实是经过验证的技术，基于数十年的经验和专业知识。”萨利解释道。太阳化学全球数字产品经理菲尔·杰克曼指出，包装一词包含许多不同的最终产品应用和基材，因此“通常包装印刷是在比标签印刷机更宽、更快的印刷机上生产的，通常用于基于食品的物品，并可能在用于软包装的薄膜上。”基于这一说法，他认为水性喷墨印刷越来越受欢迎，原因有三个：高生产率的印刷机往往对印刷成本更敏感，而油墨和水性喷墨的成本有可能比UV更低；水性喷墨油墨干燥成比100%固体含量的UV更薄的薄膜，因此更适合薄膜类基材；需要食品包装合规性，有时使用水性油墨技术可以更好地实现这一点。“虽然石化来源的水性流体产品的份额要低得多，但很容易理解为什么作为一种可再生资源，水性产品的需求越来越高。特别是，结合现有的硬件技术，印刷机可以实现与使用UV印刷机相同的生产力、高质量的结果和最终产品，同时仍然满足生产的监管要求，”萨利补充道。

二、底涂的必要性

标签和包装空间中的水性喷墨印刷并不需要底涂，但采取底涂还是具有非常明显的优势。赫克曼认为底涂是有必要的。“由于其化学成分，水性喷墨油墨与任何预底涂的表面都不兼容，因此需要特殊配方的底涂来兼容油墨。底涂的主要目的是提升油墨的附着力，无渗色或污迹，并提供快速干燥的结果。”艾利丹尼森北美标签和包装材料公司数字技术业务发展经理保罗·兰德同样认为，大多数水性系统都需要特殊的底涂工艺和介质。“水性喷墨墨滴大约含有80%的水，必须对其进行管理，以便化学涂料和底涂工艺发挥功能。底涂工艺有助于在发生蒸发时将着色剂或颜料固定到位。”“为了获得最大的可靠性和性能，底涂工艺非常有益。底涂的主要目的是形成一个接受喷墨的均质层，从而在一系列基材上提供一致的网点增益和图像质量，”杰克曼解释说。萨利说，底涂工艺有助于简化过程。“底涂可用于增加油墨对基材的附着力。它们还支持水性油墨的干燥过程，可以提高生产率，因为您无需更换整个油墨组，只需更换底涂即可。”“与使用UV固化喷墨印刷相比，水性喷墨油墨的图像质量取决于墨滴在基材上停止相互聚结的速度。一方面是吸水性很强的纸基纸板，另一方面是不透水的薄膜。”杰克曼指出。当然，在为每个基材产生最佳图像质量的过程中，底涂工艺所发挥作用的方式各不相同。“吸水性很强的介质上实施底涂可将颜料保留在表面，这样纤维内的颜色强度就不会减弱。薄膜上实施底涂必须控制液滴扩散，并阻止相邻颜色相互渗透，”杰克曼解释说。另一个例子是，当需要在印刷后进行覆膜时，底涂可以帮助提高覆膜印刷表面的整体抗力，萨利指出。

三、特定功能

在为标签和包装中的水性喷墨印刷实施底涂工艺时，应解决诸如油墨固定、固化和防水等特性。杰克曼表示，油墨附着力和相关的图像质量是实施底涂最重要的特征。底涂功能因应用和基材而异，但如前所述，所有应用和基材“都需要墨滴扩散方面的油墨固定，以实现最佳和可靠的图像质量。”他建议，针对特定应用的要求包括外涂层敏感性、覆膜适用性和耐水性/耐溶剂性。“尤其防水性是软包装和标签的重要要求。使用水性油墨进行良好的湿摩擦或湿针织测试并不容易，底涂有很大帮助。凭借所有这些优势以及轻松改变基材属性的能力，底涂可以帮助拓宽印刷机的承印物范围，”萨利分享道。兰德增加了耐光性或抗褪色性，以及使用水性喷墨时的干燥时间作为额外的考虑因素。

四、介质的兼容性

正如之前讨论的那样，介质兼容性很重要。在理想情况下，一种底涂适用于包装和标签中使用的纸张和薄膜基材。“底涂的功能是提供均匀的印刷层，从而尽可能减少不同介质的差异。如果单一底涂可以在所有需要的基材上进行良好的印刷，那么这是理想的，”杰克曼承认。赫克曼说应该特别注意薄膜。“使用薄膜基材时，介质兼容性最为重要。今天的技术要求薄膜必须涂面涂以实现底涂带来的附着力，并且已经证明经过电晕处理的薄膜不是足够的表面处理。纸张的多孔表面可以使用水性喷墨底涂。”萨利承认，虽然底涂和基材之间的兼容性是关键，但仍有一个挑战——与油墨和以后可能的套印上光的兼容性。“底涂是根据所需的性能和阻力设计的。为了实现这一点，配方将针对特定市场或应用进行调整。如果你改变这个配方中的某些东西，你可能会获得新的能力，但会失去其他能力。”底涂工艺当然是有益的，但只能在基材上使用一次。联线和离线操作均可用。杰克曼认为，如果印刷机架构允许的话，联线是首选。“这主要是由于该过程的可重复性以及底涂将在干燥的条件下到达后续喷墨印刷站的事实。”相反，赫克曼建议离线。“这是由于油墨附着力所需的涂布重量的高沉积，底涂的干燥需要大量的烘箱容量。大多数涂布机没有充分干燥所需的设备，并且必须终止整个过程。”“这取决于具体的生产工艺，即哪种底涂工艺在技术上更有意义或在经济上更好？如果必须停止印刷以更换底涂工艺，那么离线流程不会停止生产，相反，可以准备材料并立即印刷；另一方面，如果想在基材、底涂和油墨之间实现非常完美的融合，以及之后可能的其他后加工步骤，从技术上讲，可能需要联线底涂工艺，”萨利解释道。底涂可用于水性喷墨场景，尤其是在包装和标签领域。在所有情况下，它们都能增强油墨附着力，确保在任何基材上印刷出高质量的图像。

作者:无 单位:全球印刷与包装工业