水性塑料凹版表印油墨的配方結構與應用

何佑明

目前，水性柔版墨在國內外市場的使用已經非常成熟，印刷效果及流平甚至可以與溶劑墨媲美，只是在色彩的層次感與厚實度上略有欠缺。隨著水性原材料創新的日新月異，適用于凹版墨的主體樹脂日趨成熟，加上印刷設備改造日漸完善，水性凹版墨的市場普及度更高，印刷廠對水墨的使用由一開始的抗拒到接受現到歡迎的轉變態度，一方面受國家環保政策的影響，另一方面印刷操作工人對油墨的認知程度加深，了解到使用水墨的優勢。

水性塑料凹版表印油墨是由丙烯酸樹脂乳液、顏料、水、助劑及少量胺組成，相對油墨含有的苯酮類、醇酯類等溶劑安全環保，并且在使用過程中只需要添加適量的水作為稀釋劑即可，不需要加入大量的揮發性有機溶劑。目前水性塑料凹版表印墨使用最廣泛的是在吹膜一體機上使用，印刷的材料為HDPE（PO）料，廠家會根據要求適當添加各類色母。吹膜連印機機速一般在20-50m/min，在吹膜后接著進行電暈處理，使新鮮的膜的電暈值大于38達因，印刷過程中PO膜上還存留少量熱量，加快水墨的干燥速度與提升附著力。對于水性塑料墨配方結構，本人從技術研發層面進行解讀，主要有以下幾點：

1、研磨樹脂，水墨廠使用較多的研磨介質是BASF公司經典的 Joncryl HPD 96或Joncryl 678固體樹脂（其中Joncryl 678為顆粒狀，需要加入胺類物質將其它溶解后再使用），以此作為研磨色漿的主料，添加一定量的消泡劑與分散劑，以水作為溶劑。研磨出來的色漿光澤，流動性，穩定性都非常優秀。

2、調墨油乳液，作為與色漿搭配的乳液，首要條件是要與色漿體系相溶性好，其次要達到附著力、干燥良好、耐水性達標等要求，其中推薦使用DSM公司經典的NeoCryl? A-1127，固含量44%，PH值=7.5，TG=-18攝氏度。調墨油作為水墨的身骨，乳液選擇的好壞決定了水墨的印刷效果的優良。

3、顏料選擇，作為彩色印刷，基本的四色墨是標配，在選擇有機顏料時要考慮顏料在體系的光澤度、展色性、吸油量、耐油性、抗滲色性、耐溶劑性、穩定性等綜合性能。水墨顏料選擇需要區分用于膠印墨、溶劑墨、水基墨的品種，以免后期出現增稠或膠化現象。一般水性色漿研磨后，需要存放1個月的時間，以用于觀察其穩定性能。

4、潤濕劑，由于水性表印墨使用水作為主要溶劑，使得整個水墨的墨層表面張力非常高，導致在轉移性、流平性等方面無法跟溶劑墨對比。添加適量的潤濕劑可降低水墨的表面張力，從而潤濕不均勻的基材，比較常用的是迪高（Tego） DO 75潤濕劑，此潤濕劑能改善對多種底材和顏料的潤濕，并能顯著降低靜態和動態表面張力。同時需要注意的是添加量不能過多，不然會產生較多的氣泡。

5、蠟漿或蠟粉，凹版表印墨由于不用上光油，在沒有光油保護的情況下需要表印墨達到一定的抗刮耐擦傷性能，因此在設計水性塑料表面墨時必須考慮此要求。常用的解決方法是在配方中添加適量的水性蠟漿或水性蠟粉，起到爽滑與耐磨作用，盡量選擇不消光的蠟粉，以免降低印品光澤。蠟漿或蠟粉的選擇要關注其類型（屬于聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚四氟乙烯蠟等）、硬度、熔點、密度、粒徑分布等方面性能。

本人從事油墨水墨十余年，在深圳萬達杰跟進印刷KFC外賣袋子，華潤萬家超市購物袋，在深圳永年印刷跟進印刷樸樸綠購物袋、在中山振鴻跟進印刷美宜佳、合家歡袋等超市袋子。印刷廠家若要把水性塑料凹版墨使用好，需要注意以下幾個方面：

1、印刷過程PH值的變化。水墨的PH值一般控制在8-9.5，在此 范圍的水墨印刷性能最好，印刷質量最穩定。由于在印刷過程中胺會揮發，PH值一直在變化，當水墨的PH值低于8.0時，堿性太弱，水墨的粘度會升高，造成干燥速度快，容易造成塞版;當水墨的PH值高于9.5時，堿性太強，水墨的粘度降低，導致干燥速度變慢，耐水性及附著力變差。

2、印刷過程中粘度的變化。粘度的高低影響水墨印刷的轉移性及印品的質量，粘度偏高，油墨的轉移性偏差，尤其是淺網往往還原不出來，實地版容易出現白點，墨層鋪展不開堆積的現象;粘度偏低，在實地版造成水紋，淺網網點擴大，字體及線條模糊等現象。適中的印刷粘度是要根據現場印刷速度來決定的。

3、氣泡問題。由于水性與溶劑墨的組成有本質上的區別，除了添加的溶劑是高表面張的水外，還會為了提升印品的流平性能加入少量的潤濕劑及流平劑等助劑，這些助劑是造成印刷過程中起泡的主要原因。因此，水墨需要選擇合適且適量的消泡劑，消泡劑選擇不恰當或過量易造成縮孔等弊端，若添加量不足，氣泡問題又解決不了。此外，消泡劑的選擇需要與所選用的丙烯酸體系搭配，并且要經過反復鼓泡試驗才能確定最終使用量。

4、干燥不徹底，造成反粘。塑料與紙張不同，屬于非吸收性基材，水性凹版墨的干燥類型為熱風干燥，一方面依靠水墨自身的揮發，另一方面主要依靠凹版機的熱風干燥系統。建議印刷廠的烘箱長度為1.0-1.5米，烘箱溫度為50-60度，另外需要適當地加長印刷走道，在這種條件下，無論是吹膜連機還是高速機（100-150米）都能達到干燥要求，其實這有一個大家都容易忽略的地方，干燥過程需要保證適當的風量，因為印品表面墨層水份揮發后會在印刷品表面形成一層飽和的蒸氣，若不及時帶走，將會阻礙表面水墨中水份的繼續揮發，從而影響干燥速度。另外本人還了解到目前有部分印刷廠貪圖方便，仍使用溶劑版當水墨版印刷，一般溶劑版實地版深為45-50ц，水墨版實地版深32-35ц，兩者對比相差較大，因此也是造成印刷廠反饋印刷流平水紋重，水墨干燥不徹底的原因。

5、附著力差。水性墨與溶劑墨的最大區別在于使用的溶劑，水的揮發速度受溫度、空氣濕度、空氣流動速度等三方面影響，揮發速率遠遠低于常規醇酯類溶劑，且水沒有像溶劑那樣對薄膜有一定的“腐蝕”錨固作用，因此水墨對薄膜的附著力需要一定的反應時間，往往手觸表干了但沒有完全干燥，這與溶劑墨表干與徹干幾乎同步進行的情況不一樣。水墨使用的調墨油乳液一般為自交聯乳液，需要在一定溫度與時間的條件下才會發生自交聯反應，目前水性凹版墨的徹干時間一般在3-4小時，之后即可使用3M膠帶測試附著力。

6、印刷過程易塞版。溶劑墨在印刷過程中很少出現塞版現象，主要原因是使用的稀釋是油墨的真溶劑，對油墨中的樹脂連結料的溶解性非常好。由于水性樹脂與水性乳液有其固有的特性，在堿性環境中溶解性良好，水墨在印刷過程中，隨著胺的揮發，堿性環境變弱，水性連結料的溶解性變差，成膜以后耐水性強，這時候再補充胺類物質也難以溶解。因此，印刷過程為避免塞版現象，要定期補充適量的PH穩定劑，使得水墨的PH值處理恒定狀態。

7、耐水性。水性油墨的特性是，在干燥前可與水混合，一干燥完全后，就不能再溶于水，耐水性非常強。因此，乳液型的水墨基本上不存在耐水性差的問題。耐水性測試是需要在水墨印刷完成后，待乳液自行反應時間足夠后進行的，不能在水墨表干時測試，這樣往往導致誤判。

水性塑料凹版表印油墨的技術研發已經非常成熟，在國家環保政策的推動下，宣傳的力度及使用普及率也越來越高，印刷設備及印刷條件的配套也逐漸完善，為水墨凹版墨的更進一步發展奠定了基本。但從全面的油墨市場看，表印墨只是油墨的其中一部分，高速機的里印復合油墨的市場在轉變水墨的步伐還是較慢，一方面是受原材料性能及價格的限制，另一方面復合油墨要求高速印刷、后加工工序嚴格等原因，目前使用的大部分還是溶劑型油墨。隨著乳液合成、水墨應用、印刷設備等技術方面的進步，相信在不久的將來會實驗復合油墨的水性化。