水性油墨對(duì)薄膜的附著力問(wèn)題,同印刷轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu)無(wú)關(guān),主要是按照溶解性特點(diǎn)來(lái)選擇水性油墨的連結(jié)料??梢赃x擇水性丙烯酸,也可以選擇水性聚氨酯,國(guó)內(nèi)外甚至已經(jīng)在研制丙烯酸與聚氨酯的相互改性,以適應(yīng)各種薄膜。可以預(yù)見(jiàn),對(duì)國(guó)內(nèi)水性油墨制造業(yè)來(lái)說(shuō),選擇合適的水性樹(shù)脂已不是一件十分困難的事了。再者,相對(duì)成熟的薄膜柔印水性油墨,不論在OPP還是PET上,附著力已不再是大問(wèn)題。若我們參考柔印水性油墨的樹(shù)脂體系,將其使用到薄膜凹印水性油墨中,這不會(huì)是不可能的吧?
對(duì)于提高水性油墨附著力,業(yè)界也有通過(guò)控制顏基比來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此粒徑問(wèn)題也會(huì)作為改善油墨附著力諸因素之一來(lái)加以考慮。其實(shí)凹印工藝對(duì)粒徑問(wèn)題倒沒(méi)有太大的講究,一般而言,以凹版網(wǎng)穴最小孔徑的1/4,來(lái)控制溶劑型凹印油墨的細(xì)度,這一經(jīng)典數(shù)據(jù)對(duì)凹印水性油墨也是適用的。嚴(yán)重的問(wèn)題是凹印水性油墨造成的刀絲,即水性油墨的溶解性同凹印短墨路的匹配。柔印水性油墨因柔印的墨路較長(zhǎng),因此沒(méi)有刀絲問(wèn)題。即使溶解性上出了點(diǎn)問(wèn)題,墨路一長(zhǎng),網(wǎng)紋輥上拉出的細(xì)線(xiàn)在到達(dá)壓印點(diǎn)之前也已經(jīng)被油墨本身流平了。但凹印沒(méi)法用墨路來(lái)掩蓋這種溶解性缺陷,因此解決溶解性缺陷是凹印水性油墨的當(dāng)務(wù)之急。
造成凹印水性油墨溶解性波動(dòng)的首要問(wèn)題是pH值的波動(dòng)。水性樹(shù)脂偏堿性,pH值一般在8.5~9.5,甚至可達(dá)10.0以上。水性樹(shù)脂的堿性同它的胺化工藝有關(guān),即用有機(jī)胺、氨水或無(wú)機(jī)堿(NaOH或NaHCO3)來(lái)溶解樹(shù)脂的工藝有關(guān)。有機(jī)胺價(jià)格較貴,但揮發(fā)慢,用有機(jī)胺溶解的水性樹(shù)脂在常溫下pH值會(huì)有變動(dòng),但變動(dòng)較小。氨水價(jià)格便宜,但揮發(fā)快,一般用氨水調(diào)節(jié)的水性油墨,2小時(shí)左右就必須測(cè)定pH值,并添加穩(wěn)定劑。采用無(wú)機(jī)堿工藝的水性油墨基本不揮發(fā),但溶解性較差。
我們現(xiàn)在常用的水性油墨用氨水的比較多,因?yàn)樗娜芙庑院?,價(jià)格便宜,但由于氨水揮發(fā)快,pH值波動(dòng)較大,必須及時(shí)添加穩(wěn)定劑。在實(shí)際運(yùn)用中,按照這種方法實(shí)施的水性油墨pH值控制水平就像鋸齒波曲線(xiàn)一樣不穩(wěn)定。若要使其穩(wěn)定,必須縮短pH值測(cè)定與穩(wěn)定劑添加的時(shí)間,增加pH值測(cè)定與穩(wěn)定劑添加的頻次。因此,國(guó)外在水性油墨應(yīng)用中常采用pH值實(shí)時(shí)控制裝置,隨時(shí)測(cè)定,隨時(shí)添加,以維持水性油墨性能的穩(wěn)定。
這種pH值控制法用在柔印水性油墨中尚可,因?yàn)槿嵊∷杂湍珜?duì)溶解性的要求較低,但用在凹印水性油墨上肯定不行,溶解性波動(dòng)一定會(huì)導(dǎo)致刀絲。因此凹印水性油墨采用有機(jī)胺工藝將是首選,這已被柔印水性油墨的胺化工藝所證實(shí),即使價(jià)格略高些。而且,要求凹印生產(chǎn)一線(xiàn)的操作人員時(shí)不時(shí)去關(guān)注并調(diào)節(jié)水性油墨pH值的波動(dòng)也不現(xiàn)實(shí),現(xiàn)行的生產(chǎn)體制已不可能適應(yīng)這樣的工作壓力了。
水性溶液與水性乳液的匹配也會(huì)影響到水性油墨的溶解性,因此最簡(jiǎn)單的辦法是采用單一樹(shù)脂。僅采用水性溶液的水性油墨,印刷過(guò)程中產(chǎn)生的刀絲非常少,甚至比溶劑型油墨的刀絲還要少。但這種水性油墨沒(méi)法解決油墨在薄膜上的附著力問(wèn)題以及墨膜的耐刮擦問(wèn)題。凹印機(jī)每一色組的烘干裝置之后一般有一根對(duì)薄膜進(jìn)行冷卻的水冷輥,薄膜的墨膜面會(huì)直接從輥上擦過(guò),墨膜沒(méi)有一定的耐刮擦性將很容易被拉傷。因此,水性油墨配方中一般會(huì)有一定量的水性乳液,以加強(qiáng)樹(shù)脂的硬度。但若水性溶液與水性乳液選擇不當(dāng),就會(huì)埋下溶解性波動(dòng)的隱患。
以水性溶液為主要樹(shù)脂,配以少量水性乳液,或者以一定量的低分子蠟來(lái)替代水性乳液,是解決水性溶液與水性乳液匹配不當(dāng)?shù)囊环N方法。低分子蠟本身不溶于水性溶液,其因分子量低而容易從油墨中析出,浮在墨膜表面,因此不擔(dān)心顆粒凝聚問(wèn)題。而且,若該方法用于制造薄膜里印復(fù)合型水性油墨,由于墨膜夾在兩層薄膜之間,墨膜的強(qiáng)度就不會(huì)是主要問(wèn)題。但是低分子蠟無(wú)法完全取代水性乳液,因此一種完全采用水性乳液構(gòu)成水性油墨連結(jié)料的設(shè)計(jì)方案就順理成章地浮出水面。
完全采用水性乳液的水性油墨設(shè)計(jì)方法在業(yè)內(nèi)已經(jīng)少量開(kāi)始采用,只要妥善解決顏料的分散性問(wèn)題,這個(gè)方法很可能是今后水性油墨的發(fā)展方向。而且水性油墨的干燥性特點(diǎn)也同水性乳液的選擇直接相關(guān),因此水性乳液多功能合成,將是解決凹印水性油墨質(zhì)量瓶頸的主要方法。
水性油墨的干燥性能主要取決于水性乳液的選擇,薄膜柔印水性油墨是這樣做的,薄膜凹印水性油墨估計(jì)也得這樣做。當(dāng)然,柔印墨路長(zhǎng),水性油墨的初干長(zhǎng)度可以設(shè)計(jì)得略微長(zhǎng)些;而凹印墨路短,溶劑型凹印油墨的初干長(zhǎng)度只有30~60mm/30s,在相關(guān)的凹印轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu)沒(méi)有明顯變化,電雕凹版淺版化沒(méi)有成熟,凹印機(jī)烘道干燥能力沒(méi)有明顯變化的條件下,薄膜凹印水性油墨的初干長(zhǎng)度也只能設(shè)計(jì)得短些。水性油墨的改善主體在油墨制造業(yè),寄希望于其他行業(yè)是不現(xiàn)實(shí)的。國(guó)內(nèi)水性油墨制造業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)進(jìn)步不大,技術(shù)停滯不前,這同主觀上的等待是分不開(kāi)的。
薄膜柔印水性油墨的成功經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該可以對(duì)凹印水性油墨提供一定借鑒,成熟的薄膜柔印水性油墨選擇的水性乳液,單一樹(shù)脂比較少,混合乳液比較多。因此,針對(duì)墨膜的附著力、干燥性與耐抗性問(wèn)題,采用三合一甚至四合一的多種樹(shù)脂混合方法,將是十分重要的。
有必要注意水性油墨樹(shù)脂同復(fù)合工藝中膠黏劑的配合,因?yàn)楸∧ぐ加∷杂湍槍?duì)的最大市場(chǎng)是食品軟包裝,復(fù)合薄膜產(chǎn)品在這一市場(chǎng)中占據(jù)了最大份額,因此對(duì)復(fù)合用膠黏劑同水性油墨的配合問(wèn)題決不能掉以輕心。GB/T10004-2008《包裝用塑料復(fù)合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》中對(duì)復(fù)合膜剝離強(qiáng)度有明確的要求:普通級(jí)0.6N/15mm以上,水煮級(jí)2.0N/15mm以上,半高溫蒸煮級(jí)3.5N/15mm以上,高溫蒸煮級(jí)4.5N/15mm以上。水性油墨樹(shù)脂必須要能達(dá)到上述剝離強(qiáng)度的要求,而這在選擇薄膜凹印水性油墨的水性溶液或水性乳液的初始期,就決不能忽略。