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水性油墨在轉移紙上的應用

作者:廣州瑞皓興科技有限公司 來源:rihex 發布時間:2021-10-20 瀏覽:286

    隨著我國越來越多的企業開始采用和發展“綠色包裝”。在煙、酒、食品、藥品和日用品等產品的包裝中,日益追求多方位的包裝效果和質量,不僅要求外形設計美觀,成本相對低廉,還要保證有良好的防偽效果和包裝材料符合環保衛生等標準。為此,真空噴鋁紙和水性油墨的組合作為一種新興的綠色包裝材料受到越來越多企業的青睞。

  一、材料及適性介紹

  1、水性油墨的組成和特點

  水性油墨簡稱水墨,由水溶性樹脂、有機顏料、表面活性劑及相關填加劑復合研磨加工而成,它的優勢在于與我們現在所用的溶劑型油墨的本質區別在于水性油墨中使用的溶劑不是有機溶劑而是水,油墨不含揮發性有機溶劑,大大減少了VOCs(有機揮發物)的排放,從而減輕了大氣污染,改善了印刷操作人員的環境,有利于職工健康。它沒有溶劑型油墨中某些有毒、有害物質,不產生對人體的危害和對包裝商品的污染,改善了總體環境質量,適用于煙、酒、食品等衛生條件要求嚴格的包裝印刷產品,另外水性油墨還可以降低由于靜電和易燃溶劑引起的失火危險和隱患。

  水性油墨的制造工藝在顏料和連接料的選擇上不同于溶劑油墨,為了穩定印刷適性、提高色料耐水性、耐曬性,其使用的顏料為堿溶性、在水中分散性好,印刷過程中油墨的PH值控制在8-9.5之間,PH值過小油墨干燥快,但溶解性差;過大則干燥性明顯減慢。連接料決定了油墨的印刷適性、成膜以后的膜層品質。早些年,很多油墨廠家的水性油墨在光澤度和耐磨性等方面達不到客戶要求,使得水性油墨一直使用在低檔印刷產品上,其主要原因為連接料質量達不到印刷的需求。近幾年國外油墨廠家成功開發出了水溶性丙烯酸樹脂,它的應用使得水性油墨印刷品上升了一個檔次,其在光澤度、耐候性、耐熱性、耐水性等方面具有明顯的優勢,可以和溶劑型油墨相媲美。水作為溶劑,其揮發速度比常規有機溶劑慢得多,可以選擇干燥系統較好的印刷機組,印刷過程中為了提高油墨干燥速度,可以少量加入醇類溶劑提高干燥速度;同時印刷過程中有機胺的發揮影響了油墨的穩定性,正常生產中要經常向油墨中補充穩定劑,主要成分為胺鹽類物質,提高樹脂的溶解性,保證與提高生產的效率。

  2、噴鋁紙轉移工藝和特點

  噴鋁紙按生產工藝可分為直接法(紙面噴鋁)和轉移法(膜面噴鋁)兩種。直接法是將紙直接置于真空噴鋁機進行噴鋁的方法。這種方法僅于薄紙噴鋁。轉移法是以PET、BOPP薄膜為轉移基材,經涂布上色、噴鋁、復合、剝離等工藝處理,使具有金屬光澤的噴鋁分子層通過膠粘作用轉移到紙或紙板表面的方法。這種方法可生產40450克以上的紙或紙板。與直接法相比,轉移法的突出特點:一是可生產任意厚度的紙或紙板;二是可充分利用PET膜的平整度使紙面金屬光澤更加明亮;三是可以生產光芒四射的任意圖案、任意文字的鐳射防偽真空噴鋁紙或紙板。噴鋁紙在印刷適性上光潔度好,平滑度高,色澤鮮艷,外觀亮麗,視覺沖擊力強,能很好提升產品包裝檔次;同時在環保方面噴鋁卡紙的鋁層厚度僅為0.25um0.3um,是復合紙板用的鋁箔的幾百分之一,用鋁量少降解回收性好,容易處理和再生利用,符合環保要求,而目前市場上應用很廣的鋁箔復合紙既無法作為鋁制品回收,也無法作為紙類回收。

  二、凹版印刷中轉移紙的表面張力和水性油墨墨膜PH值變化原理及處理工藝

  轉移噴鋁紙張是通過薄膜這一轉移基材將鋁分子轉移到紙基的表面,鋁箔屬于金屬,對油墨沒有吸收性,對油墨有吸附能力的僅依靠鋁箔和薄膜之間的涂層,一般稱為“剝離層”,剝離層的性質影響著油墨的轉移、流平等性能。油墨在紙張上的良好附著需要油墨的表面張力要小于紙張表面張力,即油墨的內聚力小于紙張對油墨的附著力,這樣形成的墨層牢固,不易脫落,同時油墨的流平性好,不會出現縮孔等故障;但如果油墨的表面張力大于紙張的表面張力,則形成的墨層牢度、流平性較差,無法達到質量要求。水性油墨主要的溶劑為水,水的表面張力比有機溶劑大,因此水性油墨的表面張力較大(通常在38dyn左右),要使得水性油墨在紙張表面有良好的附著能力,需要承印材料有較大的表面張力(38dyn以上),普通的涂料紙張如白卡(版)紙因纖維有毛細孔具有良好的吸收性,表面張力比較大,對水性油墨的附著力好,形成的墨層比較牢固,流平性良好。轉移噴鋁紙表面平滑度高,阻隔性強,對油墨的吸附作用比普通紙張差,具有較低的表面張力,為取得較好的油墨轉移性能,剝離層的選擇以及表面處理顯得至關重要,通常為取得較高的表面張力,可以采取表面二次涂布以及電暈放電處理法等,以形成新的表面組分,改變表面性質,提高對油墨的附著性。

  前面介紹過水性油墨成弱堿性,PH值在8-9.5之間,在印刷過程中PH值的變化會影響到紙面的墨膜干燥速度、以及印刷的穩定性。同時凹版印刷中水基油墨紙張與水性油墨的PH值之間的差值越大,這種變化越大。水性油墨印刷時,水十分容易和纖維、粘接劑以及填充料等紙張成分發生作用,最顯著的就是導致PH值的變化,從而對油墨的擴散、穩定性等產生顯著影響,導致色料析出、粘度增加等印刷問題。當油墨轉移到酸性紙張時,隨著油墨的擴散、水分的釋放,墨膜表面的PH值下降到穩定性極限之下,造成印刷不穩定性。為保證印刷過程中水性油墨在轉移紙上印刷PH值的穩定性,首先要選擇PH值與油墨相接近的剝離層或涂層,其次選擇高酸值的高聚物或對PH值敏感的高聚物構成的油墨,降低PH值的變化;為提高干燥速度,在制版工藝上要求印版的深度比溶劑型淺;生產過程中我們要定期對PH值進行測試,適量補充PH值助劑。

  三、水性油墨在噴鋁紙上印刷的制版工藝

  前面分析了轉移噴鋁紙與水性油墨的印刷匹配性,因材料特性的不同,要取得良好的印刷效果,在制版工藝的選擇上也要有不同的要求。首先水性油墨的傳墨量比溶劑型油墨高20%左右、固含量高、干燥速度比溶劑型油墨慢得多,而我們印刷采用的紙張又為非吸收類的噴鋁紙,綜合以上特性,水性油墨的制版工藝通常要選擇較高加網線數、大雕刻針角、較低的印版深度,以此來保證油墨的干燥性以及流平等性能。目前的凹印制版工藝有電子雕刻及激光-腐蝕兩種,結合印刷版面的圖案設計,通過試驗驗證,實地以及大面積色塊版面可以采用90-100/厘米的加網線數、38°加網角度、120°-130°雕刻針角、深度在23-25微米的制版工藝,淺版提高干燥性,大針角提高流平性;如果電雕工藝無法達到客戶要求的色濃度,可以選擇相同加網線數的激光-腐蝕制版工藝(90-100/厘米、深度23-25微米左右),因為該工藝的網穴呈“U”型,儲墨量比電雕的“V”型大1/3,但該工藝沒有油墨流動的通溝,需要水性油墨在轉移噴鋁紙上有較好的流平性能。比較精細的線條、文字等版面圖案,可以采用激光-腐蝕制版工藝,該工藝加工的印版邊緣沒有“鋸齒”狀,線條光潔、完整,可以加工特殊網點,通常選擇95-105/厘米、深度在20微米左右;對于一些特殊的防偽圖案等通常也采用激光-腐蝕制版工藝。在印版的拋光方面,因水性油墨固含量高,因此對刮墨系統提出了更高的要求,為了保證印版上的水性油墨刮拭干凈,印版的光潔度比溶劑型要高,降低油墨對印版的吸附,同時可以配合使用涂層的刮墨刀。另外水性油墨因干燥慢、轉移噴鋁紙張吸收性差,低粘度印刷網點擴大嚴重,高粘度印刷油墨轉移差,網點成“空心”狀,不適合高線數的層次版及小網點印刷。

  四、水性油墨在轉移噴鋁紙上印刷的生產過程控制

  在印刷前必須嚴格控制印刷車間的溫濕度。溫度保持在23℃左右,濕度保持在55±5%RH。生產用紙可以提早進入車間,讓紙卷平衡與印刷車間溫度。在印刷操作過程中,不能將水性油墨與溶劑油墨混合使用,水性油墨在使用過程中,適當補加水,確實需要調整黏度或干燥速度時,適量加入醇類助劑。添加水性油墨時用水適當調整黏度應攪拌均勻,然后倒入墨缸才可以使用。印刷過程中,由于水的揮發原因,會影響水墨原有的黏度和PH值,要將PH值控制在8.59.5之間為宜。水性油墨粘度一般比溶劑型油墨高,控制在18-20秒左右(3#察恩杯),不易太低,太低易造成糊版,印跡不清晰。印刷時要考慮到轉移紙張不易吸墨,干燥溫度一般控制在80度左右,商標圖案大面積色塊的可適當提高溫度,同時將烘箱循環風量盡可能開大。在停機處理印刷問題時,刮墨刀要抬起,讓印版上墨空轉,這樣不容易使水墨干燥,造成堵版情況,因其再溶性差。在凹印印刷時,操作人員要每20-30分鐘測量油墨黏度,嚴防粘度變化影響產品質量。操作人員只有嚴格按規定的工藝要求加以控制,才能生產出高質量的產品。

  五、總結

  以上介紹和分析了水性油墨、噴鋁轉移紙的印刷適性以及與制版工藝的有機結合,印刷企業在使用水性油墨、噴鋁紙時要獲得品質優良的包裝印刷品,除了結合原輔材料噴鋁紙和水性油墨選擇合適的制版工藝以外,在印刷設備的干燥系統、現場工藝控制、操作人員的技能都有更高的要求,對于這些新興的材料、工藝,我們要在實踐中不斷的積累經驗,同時嚴格測試產品質量、包裝適性,成功作為材料的更新換代。



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