水性塑料凹版表印油墨的配方結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

何佑明

目前，水性柔版墨在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的使用已經(jīng)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(shí)度上略有欠缺。隨著水性原材料創(chuàng)新的日新月異，適用于凹版墨的主體樹(shù)脂日趨成熟，加上印刷設(shè)備改造日漸完善，水性凹版墨的市場(chǎng)普及度更高，印刷廠對(duì)水墨的使用由一開(kāi)始的抗拒到接受現(xiàn)到歡迎的轉(zhuǎn)變態(tài)度，一方面受?chē)?guó)家環(huán)保政策的影響，另一方面印刷操作工人對(duì)油墨的認(rèn)知程度加深，了解到使用水墨的優(yōu)勢(shì)。

水性塑料凹版表印油墨是由丙烯酸樹(shù)脂乳液、顏料、水、助劑及少量胺組成，相對(duì)油墨含有的苯酮類(lèi)、醇酯類(lèi)等溶劑安全環(huán)保，并且在使用過(guò)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(fā)性有機(jī)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(jī)上使用，印刷的材料為HDPE（PO）料，廠家會(huì)根據(jù)要求適當(dāng)添加各類(lèi)色母。吹膜連印機(jī)機(jī)速一般在20-50m/min，在吹膜后接著進(jìn)行電暈處理，使新鮮的膜的電暈值大于38達(dá)因，印刷過(guò)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(duì)于水性塑料墨配方結(jié)構(gòu)，本人從技術(shù)研發(fā)層面進(jìn)行解讀，主要有以下幾點(diǎn)：

1、研磨樹(shù)脂，水墨廠使用較多的研磨介質(zhì)是BASF公司經(jīng)典的 Joncryl HPD 96或Joncryl 678固體樹(shù)脂（其中Joncryl 678為顆粒狀，需要加入胺類(lèi)物質(zhì)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(lái)的色漿光澤，流動(dòng)性，穩(wěn)定性都非常優(yōu)秀。

2、調(diào)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(dá)到附著力、干燥良好、耐水性達(dá)標(biāo)等要求，其中推薦使用DSM公司經(jīng)典的NeoCryl? A-1127，固含量44%，PH值=7.5，TG=-18攝氏度。調(diào)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(yōu)良。

3、顏料選擇，作為彩色印刷，基本的四色墨是標(biāo)配，在選擇有機(jī)顏料時(shí)要考慮顏料在體系的光澤度、展色性、吸油量、耐油性、抗?jié)B色性、耐溶劑性、穩(wěn)定性等綜合性能。水墨顏料選擇需要區(qū)分用于膠印墨、溶劑墨、水基墨的品種，以免后期出現(xiàn)增稠或膠化現(xiàn)象。一般水性色漿研磨后，需要存放1個(gè)月的時(shí)間，以用于觀察其穩(wěn)定性能。

4、潤(rùn)濕劑，由于水性表印墨使用水作為主要溶劑，使得整個(gè)水墨的墨層表面張力非常高，導(dǎo)致在轉(zhuǎn)移性、流平性等方面無(wú)法跟溶劑墨對(duì)比。添加適量的潤(rùn)濕劑可降低水墨的表面張力，從而潤(rùn)濕不均勻的基材，比較常用的是迪高（Tego） DO 75潤(rùn)濕劑，此潤(rùn)濕劑能改善對(duì)多種底材和顏料的潤(rùn)濕，并能顯著降低靜態(tài)和動(dòng)態(tài)表面張力。同時(shí)需要注意的是添加量不能過(guò)多，不然會(huì)產(chǎn)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(méi)有光油保護(hù)的情況下需要表印墨達(dá)到一定的抗刮耐擦傷性能，因此在設(shè)計(jì)水性塑料表面墨時(shí)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(guān)注其類(lèi)型（屬于聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚四氟乙烯蠟等）、硬度、熔點(diǎn)、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(wàn)達(dá)杰跟進(jìn)印刷KFC外賣(mài)袋子，華潤(rùn)萬(wàn)家超市購(gòu)物袋，在深圳永年印刷跟進(jìn)印刷樸樸綠購(gòu)物袋、在中山振鴻跟進(jìn)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(gè)方面：

1、印刷過(guò)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(zhì)量最穩(wěn)定。由于在印刷過(guò)程中胺會(huì)揮發(fā)，PH值一直在變化，當(dāng)水墨的PH值低于8.0時(shí)，堿性太弱，水墨的粘度會(huì)升高，造成干燥速度快，容易造成塞版;當(dāng)水墨的PH值高于9.5時(shí)，堿性太強(qiáng)，水墨的粘度降低，導(dǎo)致干燥速度變慢，耐水性及附著力變差。

2、印刷過(guò)程中粘度的變化。粘度的高低影響水墨印刷的轉(zhuǎn)移性及印品的質(zhì)量，粘度偏高，油墨的轉(zhuǎn)移性偏差，尤其是淺網(wǎng)往往還原不出來(lái)，實(shí)地版容易出現(xiàn)白點(diǎn)，墨層鋪展不開(kāi)堆積的現(xiàn)象;粘度偏低，在實(shí)地版造成水紋，淺網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大，字體及線條模糊等現(xiàn)象。適中的印刷粘度是要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)印刷速度來(lái)決定的。

3、氣泡問(wèn)題。由于水性與溶劑墨的組成有本質(zhì)上的區(qū)別，除了添加的溶劑是高表面張的水外，還會(huì)為了提升印品的流平性能加入少量的潤(rùn)濕劑及流平劑等助劑，這些助劑是造成印刷過(guò)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(dāng)或過(guò)量易造成縮孔等弊端，若添加量不足，氣泡問(wèn)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(jīng)過(guò)反復(fù)鼓泡試驗(yàn)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(lèi)型為熱風(fēng)干燥，一方面依靠水墨自身的揮發(fā)，另一方面主要依靠凹版機(jī)的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)。建議印刷廠的烘箱長(zhǎng)度為1.0-1.5米，烘箱溫度為50-60度，另外需要適當(dāng)?shù)丶娱L(zhǎng)印刷走道，在這種條件下，無(wú)論是吹膜連機(jī)還是高速機(jī)（100-150米）都能達(dá)到干燥要求，其實(shí)這有一個(gè)大家都容易忽略的地方，干燥過(guò)程需要保證適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量，因?yàn)橛∑繁砻婺珜铀輷]發(fā)后會(huì)在印刷品表面形成一層飽和的蒸氣，若不及時(shí)帶走，將會(huì)阻礙表面水墨中水份的繼續(xù)揮發(fā)，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(dāng)水墨版印刷，一般溶劑版實(shí)地版深為45-50ц，水墨版實(shí)地版深32-35ц，兩者對(duì)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(qū)別在于使用的溶劑，水的揮發(fā)速度受溫度、空氣濕度、空氣流動(dòng)速度等三方面影響，揮發(fā)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)醇酯類(lèi)溶劑，且水沒(méi)有像溶劑那樣對(duì)薄膜有一定的“腐蝕”錨固作用，因此水墨對(duì)薄膜的附著力需要一定的反應(yīng)時(shí)間，往往手觸表干了但沒(méi)有完全干燥，這與溶劑墨表干與徹干幾乎同步進(jìn)行的情況不一樣。水墨使用的調(diào)墨油乳液一般為自交聯(lián)乳液，需要在一定溫度與時(shí)間的條件下才會(huì)發(fā)生自交聯(lián)反應(yīng)，目前水性凹版墨的徹干時(shí)間一般在3-4小時(shí)，之后即可使用3M膠帶測(cè)試附著力。

6、印刷過(guò)程易塞版。溶劑墨在印刷過(guò)程中很少出現(xiàn)塞版現(xiàn)象，主要原因是使用的稀釋是油墨的真溶劑，對(duì)油墨中的樹(shù)脂連結(jié)料的溶解性非常好。由于水性樹(shù)脂與水性乳液有其固有的特性，在堿性環(huán)境中溶解性良好，水墨在印刷過(guò)程中，隨著胺的揮發(fā)，堿性環(huán)境變?nèi)酰赃B結(jié)料的溶解性變差，成膜以后耐水性強(qiáng)，這時(shí)候再補(bǔ)充胺類(lèi)物質(zhì)也難以溶解。因此，印刷過(guò)程為避免塞版現(xiàn)象，要定期補(bǔ)充適量的PH穩(wěn)定劑，使得水墨的PH值處理恒定狀態(tài)。

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(qiáng)。因此，乳液型的水墨基本上不存在耐水性差的問(wèn)題。耐水性測(cè)試是需要在水墨印刷完成后，待乳液自行反應(yīng)時(shí)間足夠后進(jìn)行的，不能在水墨表干時(shí)測(cè)試，這樣往往導(dǎo)致誤判。

水性塑料凹版表印油墨的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)非常成熟，在國(guó)家環(huán)保政策的推動(dòng)下，宣傳的力度及使用普及率也越來(lái)越高，印刷設(shè)備及印刷條件的配套也逐漸完善，為水墨凹版墨的更進(jìn)一步發(fā)展奠定了基本。但從全面的油墨市場(chǎng)看，表印墨只是油墨的其中一部分，高速機(jī)的里印復(fù)合油墨的市場(chǎng)在轉(zhuǎn)變水墨的步伐還是較慢，一方面是受原材料性能及價(jià)格的限制，另一方面復(fù)合油墨要求高速印刷、后加工工序嚴(yán)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(yīng)用、印刷設(shè)備等技術(shù)方面的進(jìn)步，相信在不久的將來(lái)會(huì)實(shí)驗(yàn)復(fù)合油墨的水性化。