凹印水墨在煙標印刷中的推廣實踐探析

近幾年，國內(nèi)水性油墨在印刷行業(yè)，尤其是在食品包裝、塑料印刷、柔版印刷等方面有了較快發(fā)展，但在凹版印刷，特別是卡紙類煙標印刷領域相對有些滯后。2012年10月中旬，筆者所在公司——濟南泉永印務有限公司工藝技術部與生產(chǎn)部將凹印水墨在煙標印刷中的應用進行了推廣實踐，符合前期的項目評估預期，取得了成功，現(xiàn)將實踐收獲與大家分享。

公司簡況及立項背景

濟南泉永印務有限公司是山東中煙下屬的一家煙標印刷企業(yè)，由山東將軍煙草集團與香港永發(fā)印務有限公司合資興建。公司有卷筒凹印生產(chǎn)線3條，羅蘭對開膠印機2臺，博斯特、有恒燙金模切等印后加工設備15臺/套。公司主要承接山東中煙的煙標印刷業(yè)務，年產(chǎn)值近2億元。公司占地260畝，廠房40畝，環(huán)境優(yōu)美，是一家典型的北方園林式現(xiàn)代化企業(yè)。公司在5年間先后完成了由生產(chǎn)型向生產(chǎn)經(jīng)營型、創(chuàng)新型企業(yè)的轉(zhuǎn)變，增強了企業(yè)的核心競爭力。

隨著人們環(huán)境保護意識的不斷提高，綠色環(huán)保已經(jīng)成為21世紀不爭的發(fā)展主題。近年來，我們國家已在包裝印刷方面增加了許多衛(wèi)生、環(huán)保方面的要求和制約條件，尤其是對食品包裝印刷，由于使用有機溶劑油墨和上光油，會排放碳氫化合物，污染空氣并有損健康，所以目前國家大力倡導綠色印刷，并出臺了綠色印刷的相關標準。尤其是三鹿“毒奶粉”事件發(fā)生以來，國家煙草專賣局高度重視，將煙草包裝上升到了食品安全的高度，相繼出臺了《YC/T207-2006卷煙條與盒包裝紙中揮發(fā)性有機物的測定頂空氣象色譜法》、《YC263-2008卷煙條與盒包裝紙中揮發(fā)性有機物的限量》兩部行業(yè)標準，各卷煙廠對揮發(fā)性有機化合物殘留指標（VOCs）實行票否決制，這對使用溶劑型油墨印刷的煙包企業(yè)帶來了嚴峻考驗，其中包括筆者公司。

筆者公司印制的泰山白將軍煙標，所用的油墨為典型的溶劑型油墨，主溶劑是乙酯或正丙脂，生產(chǎn)時經(jīng)常出現(xiàn)超標現(xiàn)象，甚至檢測出苯類色譜。不進行技術創(chuàng)新，企業(yè)就如履薄冰；不進行技術創(chuàng)新，企業(yè)就會被市場無情淘汰。公司2012年年中成立了技術創(chuàng)新項目組，確立了年底在部分產(chǎn)品中推廣使用水性油墨的攻關項目。水性油墨的主溶劑是水和少量乙醇，它不含揮發(fā)性有毒有機溶劑，在生產(chǎn)操作過程中不損害人體健康，對大氣環(huán)境無污染，對印品本身也無污染、無殘留。由于水墨具有不易燃的特點，還可消除印刷車間易燃易爆的火災隱患，有利于安全生產(chǎn)。

國內(nèi)外水性油墨的開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

水性油墨是由水溶性樹脂、高級顏料、溶劑和助劑經(jīng)科學復合加工研磨而成。水溶性樹脂在油墨中主要起聯(lián)結料的作用，是使顏料顆粒均勻分散，使油墨具有定的流動性，并提供與承印物材料的粘附力，使油墨能在印刷后形成均勻的膜層。油墨中的色相主要取決于顏料，顏料是以微粒狀態(tài)均勻地分布在聯(lián)結料中，顏料顆粒能夠?qū)饩€產(chǎn)生吸收、反射、折射和透射作用，因此能夠呈現(xiàn)定顏色。

般要求顏料具有鮮艷的色澤、適當?shù)闹驼谏w力，以及較高的分散度。此外，根據(jù)使用目的不同，還可以具有不同的耐磨性。溶劑的作用是溶解樹脂，使油墨具有定的流動性，在印刷過程中能夠順利地實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，并對油墨的黏度和干燥性能進行調(diào)整。水性油墨的溶劑主要是水及少量乙醇。當然，現(xiàn)在水墨與普通油墨的適用范圍不盡相同，普通油墨以膠印為主，水墨以柔印、凹印為主。在歐美和日本等發(fā)達國家，水墨已經(jīng)逐步取代油墨，成為除膠印外的其它印刷方式的專用墨。以美國為例，95%的柔版印刷品采用水墨，80%的凹版印刷品采用水墨。在國外得到廣泛應用的水墨除了具有環(huán)保性外，本身性能也非常優(yōu)越：墨色穩(wěn)定、亮度高、著色力強、不腐蝕版材，印后附著力強，干燥速度可調(diào)，耐水性強、四色套印及專色印刷均可使用等等。水墨在我國的開發(fā)和應用起步都較晚，但發(fā)展很快，尤其是近幾年更是以成倍的速度迅猛發(fā)展。伴隨著水墨需求的增加，國產(chǎn)水墨的質(zhì)量也得到提高。傳統(tǒng)意義上水墨存在的干燥慢、光澤差、不耐水、印不實等缺點，現(xiàn)已得到了明顯的改善。在進口水墨價格普遍偏高的情況下，價廉物美的國產(chǎn)水墨已逐漸占領市場。

項目印刷工藝、技術關鍵及實踐路線

1.凹版印刷工藝

泰山白將軍煙標小盒：淺灰色→水性紅色→條碼黑色→青光金色→水性光油→兩次燙金→模切。該產(chǎn)品承印物為230g/m²，印刷速度達180米/分，以紅色為主色調(diào)，上水性光油；淺灰色細條杠、黑色條碼，青金色警示語為溶劑油墨，但耗墨量極少。

2.技術關鍵

①凹印版的制版參數(shù)調(diào)整。結合水性光油與溶劑光油凹印版的制版經(jīng)驗，將水墨凹版網(wǎng)穴深度由46μm調(diào)整到35μm，考慮水墨流平效呆，將網(wǎng)線稍微加密到100線，角度暫不改變。另一個方案為網(wǎng)穴深度30μm，網(wǎng)線100線。

②烘箱干燥效果。將紅墨印刷單元烘箱改造，加大功率30%。若印品干燥不徹底，方法有二：或調(diào)大烘箱功率，或減少油墨轉(zhuǎn)移量，考慮印品墨色飽和度是硬指標，油墨轉(zhuǎn)移量不能無限減少。

③水性油墨的流平效果與色差的穩(wěn)定性。

④水性油墨的柔韌性，決定印品模切壓痕后的耐折性能，柔韌性不好會導致煙包成盒后墨層爆裂。

⑤耐曬指數(shù)的檢測。由于水墨與溶劑墨中的顏料（或染料）不盡相同，耐曬指數(shù)也會有較大差別。耐曬性能不低于原來使用的溶劑型油墨。

3.實踐路線圖

油墨調(diào)整及印刷過程：

①安裝印版。先安裝網(wǎng)深35μm、100線印版，調(diào)整刮墨刀角度，檢查刀架擺動狀態(tài)是否正常。

②將水性墨按金紅：洋紅=1：2的比例調(diào)配少量，稀釋。刮樣，對比。循環(huán)該過程，記錄添加量，直到與原來溶劑墨刮樣接近。調(diào)配適量，加入凹印機墨槽。

③開機印刷。查看干燥狀況，預調(diào)整烘箱功率。若烘箱功率最大，低速下仍不能干燥，更換網(wǎng)深35μm、100線的另一支印版。

④用最初開機印品檢測VOCs。

⑤眼觀檢查流平效果，是否有斑點、橘皮、花斑、馬蹄印等印刷瑕疵，同時檢查其他常規(guī)印刷項目。

⑥油墨黏度的調(diào)整。用水調(diào)節(jié)油墨黏度，控制察恩2號量杯測黏度18～25秒，記錄環(huán)境溫濕度。黏度過高，會造成油墨的轉(zhuǎn)移性能較差，易出現(xiàn)臟版、糊版等弊病；過低，會出現(xiàn)拖尾、發(fā)花、印不實等缺陷。

⑦色差的檢查。提高印刷速度，用色差儀檢測紅色色差，根據(jù)指示方向?qū)τ湍M行微調(diào)，直至合格。

⑧燙金試驗。取少量印品到燙金機試燙，驗證水性紅墨的燙印適性。

⑨將燙金樣品進行模切，檢測壓痕折力，確認水性紅墨印刷后無爆墨現(xiàn)象。

⑩各項檢測確認無誤后，提速生產(chǎn)適量產(chǎn)品（一般為50大箱），安排到煙廠包裝機試用，無誤后加大批量生產(chǎn)500箱，到煙廠跟蹤驗證，無誤后鎖定材料的廠家型號與生產(chǎn)工藝并持續(xù)大批量生產(chǎn)。

凹印工序特別注意事項：

①切記水墨的溶劑

定是水和乙醇，一旦錯加了脂類有機溶劑，便會結塊，形成漿糊狀。

②印刷完畢后，務必將印版擦干凈，水墨中的水性樹脂聯(lián)結料旦在網(wǎng)穴中干燥，便無法清理。印版只能報廢。

③刷版時盡量少用溶劑（水和乙醇），水和乙醇不揮發(fā)，加多了會導致次日印刷時墨色嚴重變淺。

④水性油墨務必注意保暖，般儲存溫度10℃以上，凍壞后無可逆性。

質(zhì)量指標及有機化合物殘留（VOCs）分析

①質(zhì)量指標方面。溶劑油墨與水性油墨生產(chǎn)的不同產(chǎn)品，在物理指標方面差異不是很大，都能達到中煙公司的企業(yè)標準，但由于水墨在使用過程沒有揮發(fā)現(xiàn)象，印刷流平均勻、色相穩(wěn)定，色彩飽和度高。由于水墨中的水性樹脂及聯(lián)結料與溶劑墨不同，墨層干燥后滑爽性較好，有利于卷煙廠高速機組生產(chǎn)作業(yè)，表1是水墨與溶劑墨產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標對比。

②有機化合物殘留（VOCs）方面。該產(chǎn)品為五色凹版印刷，從上述印刷工藝介紹中可以看出，其中紅色和光油為水性，根據(jù)該產(chǎn)品的成本分析數(shù)據(jù)得出，紅墨和光油占油墨總用量的96%。換言之，該產(chǎn)品96%的印刷面積已經(jīng)被水性油墨（含水性光油）占據(jù)，這是從產(chǎn)品的外觀也能直接判斷出的結論。因此，大家不用懷疑該產(chǎn)品的“食品安全”，即印刷品的有機化合物殘留（VOCs）問題，下面是根據(jù)煙草行業(yè)標準《YC/T2072006卷煙條與盒包裝紙中揮發(fā)性有機物的測定 頂空-氣象色譜法》的要求，公司檢測室用頂空-氣象色譜議檢測出的結果（表2），有機化合物殘留（VOCs）問題迎刃而解。

通過上表分析，使用水性油墨生產(chǎn)的產(chǎn)品，15種有機化合物殘留量在各個工序均無超標現(xiàn)象。而使用溶劑型油墨生產(chǎn)的產(chǎn)品，乙醇、乙酸正丙酯兩項超標，乙酸乙酯指標偏高，按照《YC263-2008卷煙條與盒包裝紙中揮發(fā)性有機物的限量》的標準，雖然綜合值不超標，但是按照即將出臺的新標準（單項指標不超3倍），上述使用溶劑油墨生產(chǎn)的產(chǎn)品則被判為批次不合格。

意外收獲：超預期達到的經(jīng)濟指標

該項目的根本目的是解決泰山白將軍煙標產(chǎn)品中有機化合物殘留（VOCs）經(jīng)常出現(xiàn)超標的問題。前期并未奢望對產(chǎn)品成本會有正面的作用，水墨雖然用水和乙醇作溶劑，但水性油墨采購成本較高，預期目標是能夠成本持平。下面是按該產(chǎn)品在筆者公司的年產(chǎn)量20萬大箱煙（5億張）核算的經(jīng)濟效益指標（表3）。

通過表3的分析，20萬箱泰山白將軍煙標小盒產(chǎn)品，僅推廣應用水性紅墨一項，全年即可節(jié)約成本近25萬元；并且使用水性紅墨比溶劑紅墨的輔助材料結構簡單，溶劑墨使用4種輔材，而水墨僅使用2種，更加便于操作。（注：文中表1、表2和表3請見61頁）