網(wǎng)印水性油墨光澤度的探索

文 | 劉家聚 劉生磊 李錫佑 龐路

網(wǎng)印水性油墨光澤度的探索

文 | 劉家聚 劉生磊 李錫佑 龐路

回顧與展望

在伴隨著人類創(chuàng)造了前所未有的物質(zhì)文明同時(shí)，人們?yōu)榱颂岣呱钯|(zhì)量，油墨與包裝印刷復(fù)制技術(shù)也進(jìn)入了飛速發(fā)展的新階段。在國(guó)外，美國(guó)和加拿大已經(jīng)有90%以上的包裝印刷制品，使用對(duì)人體和環(huán)境無(wú)公害的水性柔性UV墨來(lái)印刷食用、藥用及生活用品包裝。而在非吸收性的承印物方面，人們就附著、光澤、無(wú)氨味、耐揉搓及顏料的分散性、色彩鮮艷濃度、明度和密度值去力求達(dá)到傳統(tǒng)溶劑油墨的品質(zhì)已成為終端服務(wù)的目標(biāo)。

在我國(guó)繼國(guó)家經(jīng)貿(mào)委1999年16號(hào)命令之后，2009年6月1日實(shí)施新的食品衛(wèi)生法，將VOC列入重點(diǎn)加以限制。

正如2010年5月18日在某公司召開(kāi)的《聯(lián)合研發(fā)水性絲印金銀卡油墨》的會(huì)上總結(jié)的那樣：“一個(gè)沒(méi)有環(huán)保質(zhì)量級(jí)的企業(yè)，是沒(méi)有內(nèi)涵的企業(yè)，更無(wú)法立足于世界一流企業(yè)之列。”

眾所周知：清潔、環(huán)保、安全的酒品包裝印刷，不僅涉及到印刷油墨的供應(yīng)商，更涉及到自身對(duì)環(huán)境的影響。講實(shí)一點(diǎn)就是印刷油墨、上光油、粘合劑在使用過(guò)程中是否會(huì)有有機(jī)溶劑污染環(huán)境，甚至有害微生物隨著溶劑的揮發(fā)而漂流在環(huán)境空氣中，從而影響酒品的質(zhì)量。

筆者公司的水墨先后在五糧液精美印務(wù)公司進(jìn)行了三次上機(jī)試印，如再經(jīng)磨砂、水晶、UV上光等后印刷裝飾的加工程序。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：水性油墨絲網(wǎng)印刷的附著性、光澤度、干燥成膜、耐折、耐醇、耐磨、耐熱的不良質(zhì)量問(wèn)題基本得到克服。為此，筆者就其水性絲印金銀卡油墨的粘度與光澤的關(guān)系粗淺地探討其一二，以便與油墨及包裝印刷界同仁商榷。

產(chǎn)品定位幾大關(guān)鍵

大家都知道：水性絲印金銀卡油墨體系無(wú)論是W/O或O/W型，還是純水相型，無(wú)論是以天然植物連結(jié)料加環(huán)保型有機(jī)著色劑，還是采用“配合技術(shù)”而合成的高分子樹(shù)脂連結(jié)料加有機(jī)著色劑研磨制造的水性絲印油墨。無(wú)非都是靠其攜帶、傳遞著色劑的載體去復(fù)制出五彩繽紛的酒類包裝去行銷國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。

水性絲印金銀卡油墨的組分均由樹(shù)脂、分散劑、乳化劑、潤(rùn)濕劑、促進(jìn)劑、著色劑（染料或顏料）等配伍組成。有時(shí)為了防止印刷墨膜的變色或褪色，選用抗紫外線吸收劑或熱固性樹(shù)脂；為提高耐水，耐乙醇，選用促合劑N35；為提高墨膜的流平、光澤，選用乳化劑或增光劑；為提高快速絲網(wǎng)印刷速度，降低水性絲印金銀卡墨的低剪切力而選用低粘度和高含量樹(shù)脂等等。幾經(jīng)配方設(shè)計(jì)和油墨制造工藝改進(jìn)。本文著重就水性絲印金銀卡油墨粘度與光澤的關(guān)系進(jìn)行以下探討：

根據(jù)“任何一種水墨達(dá)到極點(diǎn)，就會(huì)轉(zhuǎn)變成另一種物質(zhì)”的學(xué)說(shuō)：為追求酒品印刷包裝不僅耐水，而且也耐乙醇。筆者公司引入了硅烷偶聯(lián)劑KH-560和N35促進(jìn)劑（能溶于任何比例的水中，在該水性絲印金銀卡墨中起到兩個(gè)作用，一是提高墨膜的牢度，二是降低水墨的成膜溫度）。

在本文中闡述的水性絲印金銀卡油墨的粘度時(shí)，不得不提醒同仁，粘度過(guò)高容易起泡，圖文墨膜針孔光澤低；粘度過(guò)低時(shí)水墨易從著墨部分溢出圖文，導(dǎo)致濕墨膜流不平。另一個(gè)問(wèn)題影響光澤的還有：水墨的細(xì)度和連結(jié)料的含量多少，以及油墨干燥過(guò)快而引起網(wǎng)版（網(wǎng)孔）堵塞而丟失了淺薄及細(xì)小的圖文網(wǎng)點(diǎn)。網(wǎng)點(diǎn)缺失而失去應(yīng)有的墨膜緊密度和光澤度。

水性絲印質(zhì)量控制的前提是：

A．套印準(zhǔn)確。圖文與原稿基本一致，印品無(wú)斷道和重影現(xiàn)象；

B．色相逼真。印品上的顏色同原稿或用戶的要求色彩相吻合，沒(méi)有大的失真現(xiàn)象；

網(wǎng)點(diǎn)套印偏差示意圖

C．印刷時(shí)網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大或丟失應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。在原版或電腦數(shù)控的網(wǎng)點(diǎn)，印品圖文再現(xiàn)時(shí)，通常目測(cè)不到掉點(diǎn)或擴(kuò)大痕跡；

網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大曲線

D．按照金銀卡紙的要求，印墨在其材料上的附著牢度，耐折疊，耐乙醇達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1．理想油墨與實(shí)際油墨性能上的差別

表1 不同顏色油墨呈色效率

2．全自動(dòng)絲印機(jī)的改進(jìn)及效率的提升是十分驚人的，但是基本原理尚無(wú)多大變化。例如圓網(wǎng)式輪轉(zhuǎn)的印刷方法，其連續(xù)的多色印刷才推高了工作效率；而平網(wǎng)自動(dòng)化的水墨印刷，幾乎同前者一樣。實(shí)際上，十全十美的理想水墨絲印金銀卡包裝復(fù)制制品是不存在的，只能均勻地分布。

一年來(lái)，將KH-560硅烷的偶聯(lián)劑引入該墨體系，明顯地降低了墨膜體系的表面張力和粘度，同時(shí)也排除了被粘附在金銀卡紙表面的顏、填料表面的水分（尤其白色和黑色墨）。在文后附表1、2中列出的例證已充分證明粘度與光澤的關(guān)系，但卻改善了墨膜對(duì)承印物的濕潤(rùn)性，從而提高了粘附強(qiáng)度。這是因?yàn)楣柰榕悸?lián)劑的兩端能分別與承印物和水性絲印墨體系里的樹(shù)脂連結(jié)料反應(yīng)形成化學(xué)鍵，粘附強(qiáng)度大增——即使是墨膜的粘附界面，以化學(xué)或氫鍵的結(jié)合，界面更牢固和穩(wěn)定，能夠傳遞應(yīng)力，吸收沖擊能量，加之硅烷偶聯(lián)劑有少部分硅醇自縮聚而成的柔性聚硅氧烷，致使其增強(qiáng)的同時(shí)有很好的韌性。并改變了墨膜表面的性質(zhì)，使親水性變?yōu)槭杷?，水墨印刷后圖文墨膜明顯耐水等，并大大促進(jìn)其耐熱性和熱穩(wěn)定性的提高，還可消除墨膜固化收縮或溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

（1）當(dāng)墨膜附著沒(méi)有問(wèn)題后，人們往往會(huì)追求印刷墨膜的光澤度。盡管多年來(lái)人們首審是附著，但確實(shí)不知道或不完全知道印刷油墨的粘度對(duì)金銀卡印刷的墨膜質(zhì)量的重要性，因?yàn)橛∷⒓夹g(shù)人員多通過(guò)經(jīng)驗(yàn)積累的感性認(rèn)識(shí)進(jìn)行日常的生產(chǎn)作業(yè)。

今天，隨著水性絲印金銀卡油墨的研發(fā)應(yīng)用，特別是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新的材料，新的方法，新的技術(shù)嫁接工藝不斷涌現(xiàn)，市場(chǎng)對(duì)印刷的要求日益顯現(xiàn)出多元性，功能性的高品質(zhì)，低成本的高要求。當(dāng)我們?nèi)匀煌Ａ粼诮?jīng)驗(yàn)的感性階段時(shí)，仍舊會(huì)用手去摸一下水墨來(lái)衡量它的粘度的方法已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代印刷的復(fù)雜要求了。筆者認(rèn)為：應(yīng)從“重注入”的“技術(shù)堆砌法”轉(zhuǎn)為“重分析”的“兩維制墨法”而去從科學(xué)理論上的高度認(rèn)識(shí)并理解其粘度的真正含義，同時(shí)結(jié)合近一年的實(shí)際研發(fā)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，檢驗(yàn)測(cè)定技術(shù)參數(shù)，才能在印刷時(shí)運(yùn)用自如。

①粘度對(duì)金銀卡印物墨量的影響。

②粘度對(duì)印刷水墨在金銀卡承印物表面涂布層以及承印物結(jié)構(gòu)的潤(rùn)濕附著的影響。如，在采用機(jī)械平網(wǎng)印刷時(shí)，水性絲印墨必須具備合理的結(jié)構(gòu)粘度，水墨經(jīng)橡塑刮刀的壓力傳送到金銀卡承印物上。但是高粘度的水墨流動(dòng)慢，不易透過(guò)篩網(wǎng)（尤其是目數(shù)高達(dá)400目以下）向金銀卡承印物表面結(jié)構(gòu)內(nèi)適當(dāng)滲透，這種水墨難以完全傳遞至金銀卡紙上。會(huì)造成所謂的“露底”或“毛刺”的不良后果，如增加壓力，雖可改善，但其油墨的印刷均勻度肯定是不好的。反之，如印刷水墨粘度過(guò)低，會(huì)造成印墨過(guò)度涂展而導(dǎo)致圖文邊緣的輪廓模糊，以至表觀給色量不足。手感變差，同樣得不到高光澤的圖文印刷包裝盒。我們的結(jié)論是：

A．粘度的上限的是由金銀卡承印物表面的平整度及印刷工藝過(guò)程的具體條件決定的；

B．粘度的下限是由印刷水墨工藝過(guò)程的條件決定的；

C．粘度的上限或下限視顏、染料的多少，連結(jié)料的固含量的多少確定；

D．粘度的高低由該水墨的PH值決定的。

在今天探討水墨的清潔、環(huán)保、安全，甚至健康應(yīng)用在酒品印刷包裝方面時(shí)，一個(gè)繞不開(kāi)的話題還是粘度的上限與下限問(wèn)題。

因?yàn)樵趯?shí)際的水性絲印金銀卡油墨的配方設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造工藝流程中，粘度不僅關(guān)系到生產(chǎn)工藝的程序設(shè)計(jì)和研磨設(shè)備的選型，產(chǎn)量用工的生產(chǎn)工時(shí)及成本利潤(rùn)。這使得人們?cè)谡扯鹊恼{(diào)節(jié)控制上始終圍繞使金銀卡承印物上的圖文輪廓達(dá)到最高的清晰度。

經(jīng)實(shí)踐證明：粘度還涉及到光澤度對(duì)樹(shù)脂連結(jié)料的PH值的選型，顏、染的摩爾比有了一個(gè)共識(shí)。曾反復(fù)認(rèn)認(rèn)真真分析了承印物的結(jié)構(gòu)，甚至包括其氫鍵值和溶解度（金銀卡通常分為：純鋁箔與白卡紙復(fù)合大多為壓延成型；PET經(jīng)輥涂金銀涂料后與白卡紙復(fù)合；OPP經(jīng)輥涂金或銀涂料后白卡紙復(fù)合……由于不同的金銀卡紙的承印物，其體系的結(jié)構(gòu)不同，尤其是基材的氫鍵值和溶解度，以及表面張力都關(guān)系到水性絲印油墨的粘度大小及附著和光澤度等），加之水墨的PH值不同，其色濃度（色強(qiáng)度）也不會(huì)相同。

由于上述金銀卡紙屬于非吸收型承印物，粘度又涉及到印刷墨膜的成膜干燥以及粘度低時(shí)，難以控制印墨在金銀卡紙上的流動(dòng)擴(kuò)展，過(guò)度擴(kuò)展就會(huì)喪失圖文的平服清晰度。反之，該水墨在這非承印物上不能完全均勻的流平，常常就會(huì)露白或著色不均。

另外，粘度還涉及到印刷通過(guò)篩網(wǎng)孔濕墨膜在剪切后能夠在一定的時(shí)限內(nèi)，實(shí)現(xiàn)圖文輪廓清晰平服在相當(dāng)一個(gè)時(shí)間里沒(méi)有得到解法。為此，我們從范德華力在膠體化學(xué)的基礎(chǔ)教義中發(fā)現(xiàn)：水墨的粘彈性是決定機(jī)械（或甚至手工）印刷過(guò)程中的剪切力，同時(shí)印刷機(jī)械的快慢又決定了水墨粘彈性達(dá)到剪切力后回縮至平服的高光澤度。

粘度對(duì)光澤的影響

傳統(tǒng)的水性絲網(wǎng)印刷金銀卡油墨多用有機(jī)溶劑，早已被包裝印刷界所接受。特別是油墨體系里所涉及到的樹(shù)脂、顏料、填料、溶劑等等種類繁多。選擇空間大，使用范圍廣，產(chǎn)品可控性大，成本適度，包裝印刷市場(chǎng)份額相對(duì)穩(wěn)定。在這樣一個(gè)氛圍中要讓包裝印刷用戶去接受“在研發(fā)中應(yīng)用，在應(yīng)用中完善，在完善中提高，在提高中創(chuàng)新”的水性絲印金銀卡油墨難度是大的，用戶的要求條件是高的。加上采用水性絲印金銀卡油墨能否保持原有采用傳統(tǒng)印刷油墨的質(zhì)量，用戶輕易不會(huì)冒著風(fēng)險(xiǎn)去趕時(shí)髦。

長(zhǎng)遠(yuǎn)從酒的品質(zhì)問(wèn)題和戰(zhàn)略的高度認(rèn)識(shí)到必須是從環(huán)境的根子上去消除影響酒質(zhì)的隱患，但具體實(shí)施起來(lái)其難度難以想象。單就水性墨與傳統(tǒng)溶劑墨具有長(zhǎng)流動(dòng)性的低粘度指標(biāo)相近而達(dá)到墨膜光澤度是不可能的。因?yàn)樗阅谋砻鎻埩Υ蠖绊懼稍锼俣嚷?，?dāng)干燥速度提高了后，粘度下降了往往又影響了墨膜流平效果；而高粘度的稠厚水墨，因具有短流變性，往往在低溫或高濕環(huán)境條件下易于結(jié)凍常常導(dǎo)致刮刀（板）使用時(shí)十分吃力且上色不勻。

針對(duì)酒品印刷包裝公司前后在夏季、冬季采用的水性絲印金銀卡油墨的幾次嘗試和總結(jié)：在水性絲印金銀卡油墨的制備上盡量控制PH值、附著、耐折、粘度、細(xì)度、顏色、著色力、耐乙醇性和光澤度這幾大指標(biāo)。對(duì)此，將介紹粘度與光澤的關(guān)系的技術(shù)參數(shù)。

結(jié)論

水性絲印金銀卡油墨的研發(fā)應(yīng)用，確實(shí)會(huì)帶來(lái)這樣或那樣的問(wèn)題，但只要我們能夠擁有一個(gè)在應(yīng)用完善并能夠消除這樣或那樣的問(wèn)題的能力，也就一定會(huì)在不放慢推廣應(yīng)用過(guò)程中因個(gè)別的小印刷故障停下來(lái)而影響完善過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量的提高。同時(shí)，只有新產(chǎn)品在印刷適應(yīng)性得到了提高，我們才有能力繼續(xù)去創(chuàng)新。

所以必須具有在發(fā)展創(chuàng)新中消除這些問(wèn)題的能力，而不是放慢速度，甚至停下來(lái)解決問(wèn)題，水性絲印金銀卡油墨的粘度與光澤問(wèn)題就一定會(huì)得到圓滿解決，并給使用者帶來(lái)更高的目標(biāo)和發(fā)展希望。

附表1：2010年11月8日試印水墨的技術(shù)參數(shù)

附表2：2011年12月9日試印水墨的技術(shù)參數(shù)

說(shuō)明：

①上述兩附表上可以看出粘度與光澤度變化是十分重要的。

②從附2表中5種水墨與水性透明黃墨的技術(shù)參數(shù)中發(fā)現(xiàn)：水性絲印金銀卡油墨的光澤度高低還有一個(gè)顏料的選用以及顏料含量問(wèn)題。因?yàn)閺那昂?次的開(kāi)機(jī)試印結(jié)果得知：顏料本身的透明性越好，其光澤度也就越高。其次，在生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)上也會(huì)影響到水墨的細(xì)度和光澤度。還有，W/O或O/W型的水性絲印金銀卡墨在制造過(guò)程中，過(guò)度的研磨往往會(huì)導(dǎo)致水性連結(jié)料體系中的乳液的破乳而暗淡無(wú)光。