环保型水性上光油
天津工业大学材料科学与化学工程学院 邓宝祥 于瑞香
摘要：本文主要论述了各种纸张上光油的优缺点，并对水性上光油进行了分类。用水性上光油上光后的纸品可以增加油墨层的防热、防潮能力，起到耐磨的作用。与其它上光油相比，其价格低廉，易于操作，并且具有无毒、无污染等优点。
关键词：UV上光 溶剂型上光 水性上光油 丙烯酸树脂
一、引言
上光油又称罩光油或者上光涂料，是一种无色的、透明或者半透明的油墨。它可以增加印刷光泽、保护印刷品表面，提高印刷品的耐磨擦、耐化学药品、耐水性，防止印刷品蹭脏或粘连。
目前，普遍采用UV上光工艺和溶剂型上光工艺，而水性上光剂的应用却十分少。上光油主要有溶剂型和水性两种。溶剂型一般是以聚氨酯、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)、聚丙烯酸酯等为主体树脂，以甲苯、醋酸乙酯、汽油等为溶剂，辅以增粘树脂、增塑剂、抗氧剂等助剂制成。由于有机溶剂的挥发，存在易燃、有毒、和污染环境的缺点，已不再
是当前研究开发的重点。而UV上光虽然具有干燥速度快等优点，但是价格昂贵。水性上光油是将不溶于水的高分子物质通过乳化剂均匀分散于水中形成的，它克服了溶剂型上光油易燃、有毒、能耗高、污染环境等缺点，而且乳液粘度与分子量无关，所以成为当前纸品上光领域研究的重点。
水是最廉价且无污染的涂料溶剂，这种水性上光油在上个世纪90年代得到迅速发展，在发达国家受到普遍欢迎。对于印刷行业来说，印刷的质量要求中逐渐增加了许多卫生、环保、劳动保护等方面的要求和制约条件，特别是对食品包装印刷的要求更为严格，只有水性上光油才能符合国际卫生标准的要求。
二、水性上光油的分类
1.传统的水性上光油
传统的水性上光油的主剂是溶解在水中或者是悬浮于水中的高分子聚合物。其含水量达50～70%，由于含水量过大，因此上光效果不理想，出现了干燥慢、不易流平等问题。
2.催化型水性上光油
催化型水性上光油一般在带有加热装置的卷筒印刷机上使用。它是热固型的，受热不会重新塑化，因此也只能用联机压光方式压光。催化型水性上光油中含有游离甲醛，而甲醛是一种致癌物质，对人体健康有害。因此，从卫生和环保的角度来看，催化型水性上光油只能用于对卫生和环保要求不高的印刷品上。
3.现代新型水性上光油
在传统的水性上光油中加入助剂(主要是表面活性剂)，就形成了现代新型水性上光油。其中以乙二醇或丙二醇来取代80%的水，其外观呈乳白色。调整上光油中的固体含量，可以获得高光泽、普通光泽、亚光泽等不同的上光效果。
新型水性上光油是符合卫生、环保要求的，它的应用越来越多，被广泛应用于食品、医药等产品的包装上，而且采用水性上光油的印品可通过生物降解回收。从上光性能来看，传统的水性上光油没有应用价值，而现代水性上光油符合卫生和环保的要求，其上光性能也较好，它是印刷厂家的首选，具有更广阔的应用前景。
三、水性上光油的组成和应用
水性上光油主要由主剂、溶剂、助剂三大部分组成。
1．主剂
水性上光油的主剂是成膜树脂，通常是合成树脂，它影响和支配着深层的各种物理性能和膜层的上光品质，如光泽性、附着性、干燥性等。水性成膜树脂品种很多，但目前国内外使用较为普遍
的是丙烯酸体系的共聚树脂。其共聚树脂的性能取决于单体的组成和合成工艺。水性丙烯酸共聚树脂具有成膜性好、光泽度好、透明度高、干燥速度快、耐磨、耐水等一系列优良性能，大量的应用在水性上光油中。
2．助剂
助剂是为了改善水性上光油的理化性能及加工特性。经常使用的助剂有：固化剂、表面活性剂、消泡剂、干燥剂、助粘剂、润湿分散剂、其他助剂等等。助剂的种类很多，使用上视上光油的种类而定。但各类助剂的用量不应超过总量的5%，否则将会影响上光油的加工适应性。
3．溶剂
溶剂的主要作用是分散或溶解合成树脂、各种助剂。水性上光油的溶剂主要是水。水无色、无味、无毒，来源广，价格低廉，挥发性几乎为零，流平性也非常好。但是，也有不足之处，如干燥速度慢，容易造成产品尺寸不稳定等，因此，使用时添加乙醇，以提高水性溶剂的干燥性能，改善水性上光油的加工适应性。
水性上光油的应用，必须根据不同的上光方式、纸张的类型、产品质量要求等综合考虑才能取得良好的效果。在使用时应注意：
1涂布过程中，必须合理控制上光油的粘度和固含量，稀释只能在一定的固含量范围内进行。
2选择纸张类型：厚纸尺寸稳定性好，薄纸尺寸稳定性差。
3涂布量的控制：水性上光油的涂布量是不容易控制的，粘度的控制至关重要。
4在使用水性上光油时可以完全取消或减少使用防粘脏剂，因为水性上光油固化完全，表面很滑爽，很少粘脏。
5干燥时间的控制：溶剂型上光油几乎都是挥发干燥，而水性上光油的渗透干燥具有极大的利用价值。但在多色印刷中，如果最后一色是涂布上光油，那么干燥时间将会变慢，原因是纸张内部已经吸收了较多的油墨和水。如果采用红外线上光油，借助于红外线干燥装置干燥最为成功。在干燥过程中上光油被加热，底层快速渗透干燥，同时上光剂中的水分被高温蒸发，经排风管排走。红外线干燥装置干燥效果好。提高干燥速度的另一种方法是增加乙醇的含量，但要结合实际情况、上光油的粘度而定，不能随意调节。
总之，不论是水性上光油，还是其他的水性材料，它们在非吸收性承印材料的印刷性均不是很理想(在吸收性好的纸张上，印刷适应性较为理想)，还有待于改善和完善。但是，鉴于环保的基础上，应在进一步完善的基础上，大力推广和应用。
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