凹印油墨与柔印油墨的水性化办理方案（柔印水墨软包装实例）

在大张旗鼓[dà zhāng qí gǔ]实验了种种印刷VOCs管理方案之后，从源头办理印刷环保题目，用凹印油墨与柔印油墨的水性化办理印刷对大气情况的净化，在不增长印刷企业制形成本条件下走出一条绿色印刷之路，这是2017年国际印刷界誊写的浓墨重彩的一笔。

依照环保部科技尺度司尺度处的要求，乐鱼印刷技能协会柔性版印刷分会于2017年11月在上海构造了接纳溶剂含量不凌驾5%的水墨在OPP薄膜上里印，接纳OPP与PE无溶剂复合，用一个完备的柔印水墨软包装实例，证明白这一环保工艺的可行性。

水墨容许的溶剂含量应该控制在什么范畴？

2017年10月，环保部情况认证中心掌管修订的“情况标记产品技能要求  凹印油墨和柔印油墨”，即曾经实行10年的HJ/T  371-2007，经两轮专家组投票，终获经过。在2017年6月的北京讨论会上，12个有投票权的专家全票经过该修订讨论稿，经网上公示后，在2017年11月初的上海讨论会上又以7∶1的后果再获经过。在两次核定会时期，环保部相干部分依据网上公示惹起的回声，辨别在北京和上海召开了讨论会，屡次听取差别意见。这同2016年修订HJ/T  370-2007，即胶印油墨的情况标记产品技能要求相比，事先的绝对宁静，而这次的猛烈争论、差别意见针锋绝对，的确令人惊愕。

差别意见争论的核心，即水墨容许的溶剂含量应该控制在什么范畴。反对修订讨论稿的意见，同意水墨溶剂含量不凌驾5%；支持意见则以为这不行能做到，激烈支持。支持意见中，次要针对凹印水墨，有同意维持10年前30%的，也有同意10%——15%的，乃至另有固然不同意5%，但假如尺度终极定在5%，乐鱼也能顺应这种亮相的。至于柔印水墨，由于10年前定的溶剂含量尺度是不凌驾10%，而10年来的理论标明，现在柔印水墨广泛的溶剂含量数据已是不凌驾溶剂含量5%。支持意见中有一种看法很风趣：柔印既然能做到5%，无妨控制得再严点，但凹印不克不及同柔印捆在一同，凹印决不克不及接纳溶剂含量5%。

这场争论惹起了乐鱼印刷技能协会向导的存眷。在2017年11月尾西安召开的凹印年会暨陕东南人50周年庆典上，依据相干媒体的报道，向导的说法是如许的：

“比年来，随着凹印水性油墨的研发及推行使用，纸基质料的水性凹版油墨印刷曾经完成，但软包装质料的水性凹版里印复合油墨印刷质量还不克不及包管，印刷速率和消费效益还不睬想，还必要行业研发单元通力合作[tōng lì hé zuò]、持续不停创新。”

“……要依托技能前进，从源头管理触及情况的题目，如加洪流性油墨研发力度，尽快低落醇类溶剂的含量，同时经过凹印设置装备摆设的改革晋级到达环保要求等。”

“近期环保部科技尺度司委托环保部情况认证中心构造修订‘情况标记产品技能要求  凹印油墨和柔印油墨’环保行业尺度，2017年11月初方才在上海召开了尺度核定会，会上就尺度上下的掌握上有一些讨论，这个话题的讨论大概还在连续中。乐鱼要看到的是，环保部关于环保刚性束缚的要求在加大，乐鱼的弹性事情范畴有多大欠好讲。绿水青山，生态文明建立的要求曾经写到了新修正的党章中，乐鱼要加强这方面的责任感，因此这也是以后一个时期全党的中心事情。”

这是国际印刷界向导对水墨溶剂含量这个题目的公然亮相，业界同仁尽可以按本人的意思来了解。但发言中关于刚性与弹性的表述，意味深长。

支持意见中有一个详细意见很故意思：溶剂含量不凌驾5%的水墨在薄膜上的使用，在表印上没有太大题目，可以不支持。但在里印上不可，这不是指印刷工艺不可，而是指水墨里印后无溶剂复合工艺不可，剥离强度达不到国标要求。由于接纳醇溶性油墨里印与无溶剂复合没有呈现过这个题目，因而可以推论呈现这个题目次要还在于水墨里印不可，即溶剂含量不凌驾5%的水墨质量不可。

笔者作为柔印分会代表，有幸到场了尺度讨论稿的两次核定，在讨论支持意见提出的该题目时，笔者提出了一个剖析与办理措施。很侥幸，由于笔者曩昔在油墨行业与印刷行业的履历，支持意见没法反驳。因而，当环保部科技尺度司尺度处向导提出要求——柔印分会可否作一个印刷实证来证明这个办法的可行性时，笔者事先亮相要向协会向导报告请示，若协会承受环保部委托，乐鱼将义不容辞[yì bú róng cí]。

柔印分会对环保部的委托作了小心研讨，向导亮相：柔印分会可以作柔印实证，但不作凹印实证。乐鱼将用产品实例证明：不凌驾溶剂含量5%的柔印水墨可以在薄膜上印出精巧产品，也可以在尔后的无溶剂复合中作出及格产品，以论证尺度修订稿的可行性。

除了柔印分会本身，到场该实证项目标有承当印刷义务的上海紫泉标签有限公司，承当制版的信华精细制版（上海）有限公司，承当版材的富林特团体柔印产品奇迹部，承当无溶剂复合的上海康达化工新质料有限公司[yǒu xiàn gōng sī]。项目所必要的一切设置装备摆设、耗材与人工，均由到场单元本人承当。别的，项目还失掉了上海新三花薄膜有限公司的支持，产品分切由他们承当。

这次实验所接纳的水墨，辨别由富林特（广州）油墨有限公司与上海墨传新质料科技有限公司提供。原先思索还拟请2家油墨企业到场，一家着名外企在接到约请经小心思索后保持，另一家是上海紫泉原有的供给商，乐鱼事前理解他们也有相干产品，但上海紫泉回绝了。听闻柔印分会构造这次实证，另有好几家油墨企业表现乐意提供产品。但由于现在的水墨实验规矩是由印刷企业承当薄膜等大宗耗材本钱，为了不增长印刷企业的实验本钱包袱，乐鱼并没有采取。

这次实证课题的技能后台是北京工商大学辛秀兰教师的团队。辛教师是《水性油墨》一书的作者，此书在国际水墨制造界享有很大声誉，2012年就已出书第二版。不少水墨制造企业的技能职员都读过此书，此书在水墨配方、水墨制造方面有很紧张的参考代价。

由于环保部科技尺度司尺度处提出实证的初志是要作凹印水墨薄膜里印与无溶剂复合，而柔印分会思索到兄弟协会之间的干系，不利便越俎代劳，因而只能作柔印水墨薄膜里印与无溶剂复合。在宽幅薄膜印刷上用柔印取代凹印，总不克不及用卫星式柔印通用的133线/英寸印版取代凹印主流的175线/英寸印版，因而实证方案对分色制版的第一个要求便是接纳175线/英寸印版，印刷质量的目的是从消耗者角度来看，辨别不出是凹印照旧柔印。

上海紫泉这次承当印刷义务的一台意大利入口的卫星式柔印机，已运转多年。该机型的桥式烘干安装原是顺应溶剂型柔印油墨的，烘道较短，约为3.5——4.0米，而一样平常的卫星式柔印机烘道为6.0——7.0米。新型号的该类设置装备摆设已在我国山东消费。为共同印版需求，网纹辊接纳800线/英寸。印幅员片由信华制版提供，为静物，能充实分身高光、中调与暗调，从图案自己来看，看不出是顺应凹印或柔印。

由于实证考究印刷速率，即产能，因而为包管水墨枯燥不影响后续的无溶剂复合，工艺划定这次实证的印刷速率控制在200m/min，两种水墨在为复合工艺作里印时印刷速率均不凌驾此限。这次实证的印刷速率不即是该水墨可以到达的最高印刷产能。

由于该实证的另一紧张内容是无溶剂复合，并且必需到达国标对薄膜复合后剥离强度的要求。因而实证设计的方案是CMYK四色水墨在OPP薄膜上里印，然后同乳白PE膜复合。依据这种产品布局，国度划定的剥离强度是0.7N/15mm。因而产品复合强度必需大于国标，这是底线。

实在，设计里印加无溶剂复合这个实证关键，针对性很强。笔者曾在2017年3月《印刷技能》杂志上撰文，专门提到过这个题目：“水墨印刷后，在利用异氰酸根与氢氧根配比要求比力严厉的无溶剂复合胶黏剂时，怎样思索印刷膜中残留的氢氧根以几多比例到场后续的复合交联反响？”这是2003年曩昔乐鱼在无溶剂复适时，曾经发明的题目并积聚的履历，10多年后，只是将彩膜上醇类油墨的氢氧根残留改作水性油墨的氢氧根残留，实质上是分歧的，没有创新。惋惜这篇公然宣布的文章读懂的人估量并未几，以是支持意见竟会据此来作为一种求全谴责。

油墨业估量也曾遇到过这个坎，前述谁人拒绝了乐鱼约请的着名外企，在理解这次实证意图时要求乐鱼先答复一系列题目，其最初一个题目便是：印刷残留的测试办法和详细目标。在看到这一要求时，笔者信赖他们曾经有过在醇溶性油墨彩膜无溶剂复合方面的教导与履历，对水墨彩膜无溶剂复合剥离强度已有戒备。固然这次没有互助，但妙手过招，一点就透，曾经阐明乐鱼这个实证关键在业内的确具有难度。作好了这个实证，也肯定能表现该工艺的先辈性。

由于实证偶然间限定，因而在印刷单元确认了接纳上述两家油墨企业的水墨当前，留给乐鱼对这两种水墨作实行室测试的工夫十分有限。统一般印刷企业作水墨上机中试差别，这次实证对实行室测试关键十分器重，即便实行条件比力难。理论标明，该工序的实行为现场顺遂印刷奠基了坚固底子。

笔者曩昔就公然过水墨的实行室测试办法（点击即可检察测试办法），在2017年10月《印刷技能》杂志上很容易查到。必要阐明的是：在没有条件对每一个测试项目作逐一测定时，同水墨研发职员的间接相同也很有作用。尤其是消费基地不在上海的油墨企业，在没法提供实验样墨，只能在对方提供的实行室展色样上测定，并经过寻觅题目而找到该水墨的特点，或经过相同理解该水墨在枯燥上必需要包管的条件。

柔印水墨实证起首要包管水墨在薄膜上牢靠附着。水墨树脂对薄膜的消融性婚配，既可以经过对水墨设计者的面临面相同交换而取得，也可以经过用3M600/610测试胶带在乐鱼设定的墨层上测定而验证。不管是水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂，抑或是具有核壳布局的树脂，乃至水疏散体树脂，这个理解并测定的历程十分紧张，不行短少。

正如笔者在以往的文章中介绍过的，用3M测试胶带对墨膜附着力的测试，除了消融性婚配以外，墨膜能否彻底枯燥，到达了原有的强度，也是一个不行疏忽的要素。因而，理解并判断水墨树脂的玻璃化温度，评价乳液复配后的Tg，并据此确定印刷机的枯燥条件，十分紧张。这次实证对两种差别水墨成膜温度与成膜工夫的测定，对顺遂印刷功不行没。样墨的实践测定由辛教师团队完成。理论标明：高校正印刷财产的支持必不行少。

同笔者然后在标签印刷企业掌管凹印水墨测试时一样，这次实证异样增长了水墨印刷后的熟化工艺。熟化室的温度和工夫设定，辨别按树脂的成膜温度和成膜工夫而定。由于工夫上的限定，由北京工商大学实行室测定的样墨数据没来得及在上机印刷前抵达，但预估的判断数值已涵盖准确数值，熟化工艺牢靠。

由于柔印印版接纳了高线数，因而网纹辊也必需接纳相婚配的高线数。高线数网纹辊意味着墨量比力小，因而对水墨色浓度的要求比力高，水墨中颜料比例要有分明的提拔。实行室测定发明的题目在上机测试前失掉了敏捷改正，以是实证的颜色密度令人得意。颜基比的限定并不克不及拦阻水墨提拔颜料比例，水墨的色浓度可以到达相反墨层厚度下UV油墨的色浓度，这已为实践所证明，但条件条件是水性树脂同薄膜树脂在消融性婚配方面是准确的。

有须要指出的是，由于柔印工艺的固有质量缺陷是堵版，即油墨梗塞了印版各网点间的凹陷区。当梗塞的油墨越积越多，印版上相邻网点搭接，构成搭桥，大概一些仅从表观下去辨识的称谓：脏版、脏点，乃至是糊版等。实证要制止该类妨碍的无效办法是事前控制印版外表张力与水墨外表张力的婚配，其根本实际是高分子物理的界面剖析与界面共同，这是国际柔印界研讨了10多年的紧张课题。水墨供给商按实证构造方的要求提供各色水墨外表张力数据，经评价后互换或改良分歧适数据的产品。如某色水墨的外表张力达38.2mN/m，被事后发明并交换。事前的理解与确承认无效制止印刷历程中呈现响应妨碍，这非常紧张。界面剖析与界面共同并不是单纯的学术研讨，没有须要去争论毕竟静态或静态外表张力哪个更紧张，用什么办法测试更公道。只需掌控所利用版材的外表张力，理解印版凹陷区外表张力的数值，同所利用水墨婚配，很容易准确评价。

水墨实质上属于挥发性液体油墨，因而柔印水墨印刷时很有大概呈现鬼影。印前要制止鬼影，图案设计与印版反复长度设建都必需细心盘算。柔印鬼影的本质是网纹辊转速与印版辊转速的速率差惹起挥发性油墨的光彩先后纷歧致，因而工艺设定时必需事后防范。准确的工艺设定不是等呈现题目了再去办理，而是防患于已然，不让妨碍呈现。因而水墨的表干特征与网纹辊、印版辊之间的速率差婚配非常紧张。

由于这次是用卫星式柔印机印刷，8色卫星式柔印机最高2个色组离地约2米多，墨桶置于空中，回墨高度靠近2米。墨泵将水墨打入关闭式刮墨刀架，回墨顺管道回流至墨桶，循环往复。墨泵对水墨发生的动能及回流水墨发生的势能，是水墨容易起泡的内在要素。因而选用公道的墨泵，尽大概不起泡或少起泡，制止因消泡剂的分歧理添加而发生水墨缩孔（印刷上称之为针孔或小白点）的隐患。这次实证选用氛围斲丧量90L/分钟的气动泵，循环量为9.1——3.5L/分钟，氛围压力为0.3Mpa（3.0kg/cm2）。实践印刷时，两种水墨都没有呈现分明起泡，没有分外添加消泡剂，印刷品上也没有发生针孔或小白点。

水墨中由于存在乳液布局，这种非均相系统同溶剂型油墨树脂液的均相系统差异很大，容易呈现实地流平的不敷。柔印接纳非溶剂的办理措施是接纳柔版的实地挂网技能来改进，这两年被称之为微网穴技能。柔版的实地挂网能无效改进水墨的实地流平，但浩繁点形的该技能必要事前测定。由于实证偶然间限定，无法逐一对应选定符合的挂网布局，因而在图案设计时故意躲避该妨碍的发生十分须要。

卫星式柔印接纳175线/英寸印版，对柔印复原曲线的要求很高。印刷企业派出有履历的技能职员，协同制版公司，依据该机的印刷网点增大特点，配合选定公道的印刷复原曲线。

为确保实证乐成，印刷企业要求协会构造方出具水墨切换溶剂墨的相干工艺引导文件，以制止实践印刷时因预备事情不充实而形成不用要的妨碍。该要求实在公道，实践印刷时也证明白实必要该项预备。

柔印实证时环保部科技尺度司尺度处与情况认证中心派员到现场督察，从印刷洗濯预备到两款水墨的印刷辨别完成（水墨黏度调治只用水，没有添加任何溶剂），看完了整个历程。可以表露事先的工艺参数：卫星式柔印机色组间枯燥安装温度设定为70℃，实践到达70℃；桥式烘干安装温度设定为80℃，实践到达75℃；进风风机功率为5.5kW，风压为1200Pa；出风风机功率为7.5kW，风压为1900Pa；色组间枯燥安装进风量为6000m3/h，出风量为7000m3/h；桥式枯燥安装进风量为8000m3/h，出风量为10000m3/h；印刷彩膜收卷张力为2.8kg，衰减率为15%；两款水墨的印刷速率为200m/min，没有呈现因水墨枯燥不透而形成的背黏。

柔印水墨薄膜印刷实证完成，环保部相干部分向导取样后分开现场（印刷样张如下图所示）。印刷现场将速率调治到该机最高印刷速率350m/min，顺遂完成水墨柔印，异样没有发明因枯燥不透而形成的背黏。