印刷知識
2024 環保水性印刷與墨水發展趨勢
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環保、低VOC的唯一選擇
隨著環保意識的提升，墨水產業正逐步從傳統的高汙染溶劑型墨水轉向水性墨水，以實現可持續發展的目標。傳統溶劑型墨水含有大量揮發性有機化合物（VOCs），這些化合物在印刷與使用過程中會釋放到空氣中，對環境和人體健康造成威脅。而水性墨水則以水取代高汙染溶劑，因此可顯著降低了有害物質的排放。水性墨水的轉型不僅減少了環境污染，還符合許多國際環保標準，非常適合用於食品包裝、醫療器材等低毒性產品印刷上，受到市場的廣泛認可。
水性印刷墨水開發初期因為材料選擇較少，且研發時程較短，因此在顏色豔麗度與附著性上有許多缺陷，造成水性印刷不如傳統溶劑型墨水的刻板印象。但隨著科技進步與水性材料蓬勃發展，現在水性墨水在許多性質上都不輸傳統溶劑型墨水，甚至在耐撓、耐衝擊等比溶劑型墨水有更好的表現。例如HP近年來主打Latex水性噴印墨水可印刷於多種塑膠基材上，除擁有良好附著性外也同時具有鮮豔色彩表現，可取代溶劑型或UV光固化墨水，使印刷更加環保，打破印刷產業高汙染的刻板印象。
更多HP Latex水性噴印墨水，可閱讀HP於2024 美國 Printing United Expo展出資料 <Read More>
操作安全與設備維護
水性墨水於生產和印刷過程中設備的維護和清洗也更加簡單。傳統溶劑型墨水通常使用高揮發、易燃性甲苯、丁酮作為溶劑，在生產與印刷過程中需考量通風與抗靜電性，些微的火花就有可能會造成燃燒或爆炸，造成工安危害與人員、設備的損害。UV光固化墨水中單體與寡具物通常具有高過敏性，因此在操作時須特別注意安全防護設備，且UV單體不會揮發，因此容易沾染環境與設備，容易造成操作人員皮乎紅腫過敏等問題。相較之下水性墨水有助於提升工作環境的安全性，且設備的維護和清洗也更加簡單。轉型成水性墨水不僅能夠減少對環境的影響，還能實現更高的經濟效益，為實現綠色印刷邁出重要一步。
影片: 水性與UV墨水比較 (來源HP YouTube)
水性墨水開發重點
水性墨水雖然有許多優點，但其開發與印刷技術門檻較高。水性墨水於初始配方設計階段就必須考慮許多關鍵參數，才能於印刷時擁有良好安定的印刷性。水性墨水的主要組成包含顏料、樹脂、助劑和水。這些成分的選擇和配方設計對墨水的性能有著至關重要的影響，並將直接影響最終印刷品的品質和性能。顏料作為墨水的色彩來源，其選擇對墨水的顏色強度、耐光性及耐水性等物理性質起著關鍵作用。但顏料於水中較難安定分散，造成色彩鮮豔度下降且沉淀和結塊的情況。本研究室藉由多年分散經驗，從分散劑設計、研磨參數調控精準控制顏料於水中分散粒徑與分佈，使其能安定分散於水中，不產生絮凝沉降問題。此外，樹脂是水性墨水的關鍵原料，其影響著墨水的附著力、耐磨性和光澤度。樹脂的選擇需要考慮到其在水中的溶解、分散性，並使印刷後的墨膜能夠迅速乾燥並具有良好的物理性能。水性墨水相較於溶劑型墨水一大弱勢在於其表面張力，水的高表面張力造成水性墨水不易印刷於塑膠基材上，造成印刷品縮孔與脫落等問題。因此需要複方助劑進行調控，包括潤濕性、流平性等，從而提升印刷品質。
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本研究室相關技術與產品
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水性PVC凹版印刷墨水
市售墨水多以氯化樹脂增加貼合性，無法達到真正環保無鹵。因應環保趨勢，本研究室開發出真無鹵水性PVC/ PP凹印墨水，具有熱貼合活性，無須另外上膠即可與透明保護膜進行熱壓貼合。 -
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水性3D列印噴印墨水
Binder Jetting 3D列印技術特點在於多種材料選擇、生產速率快與可批量生產性。以噴墨頭噴印黏合劑於粉末材料上，逐層固化成型，無需高溫熔融，大幅降低能耗和成本。