分類：投稿 作者：佚名 來源：網(wǎng)絡(luò)整理 發(fā)布時間：2022-12-30
策劃：《包裝前沿》編輯部
主講：北京華騰新材料股份有限公司譚固
隨著越來越嚴(yán)格的環(huán)保政策落地執(zhí)行，彩印行業(yè)的VOCs治理勢在必行，大家對諸如水墨印刷、EB油墨印刷、uv油墨印刷、水膠復(fù)合、無溶劑復(fù)合等源頭替代技術(shù)的熱情空前高漲，尤其是水墨印刷熱度非常高，有望在不久的將來成為繼無溶劑復(fù)合技術(shù)后，VOCs源頭替代技術(shù)的又一重大應(yīng)用。
各個彩印企業(yè)在推行水墨印刷工藝時，都會遇到各種問題，而且不僅僅是印刷工序，在質(zhì)檢、復(fù)合、制袋等工序也會產(chǎn)生很多新的問題，經(jīng)常導(dǎo)致后工序埋怨，甚至指責(zé)印刷工序，對整個生產(chǎn)的運行擾動較大，使得本來就面臨諸多挑戰(zhàn)的水墨印刷技術(shù)推行起來更加困難。
今天，我們邀請了北京華騰新材料股份有限公司售后服務(wù)部部長譚固分享他基于多年經(jīng)驗總結(jié)出來的應(yīng)用建議。
第77談 水墨印刷與復(fù)合的匹配探討發(fā)言嘉賓北京華騰新材料股份有限公司售后服務(wù)部部長譚固
要妥善解決水墨應(yīng)用的相關(guān)問題，我認(rèn)為必須疏通參與者看待新興事物的思想，從根本上理解推行水墨的意義，才能以包容的心態(tài)看待水墨印刷技術(shù)。
借鑒道家哲學(xué)思想，所謂道以明向，道即底層邏輯，是規(guī)律和方向。在具體的水墨印刷問題上，從國家政策和行業(yè)趨勢、水墨技術(shù)的發(fā)展水平、彩印企業(yè)的客戶接受程度等各個角度來看，水墨印刷技術(shù)都必將是VOCs源頭替代最主要的方法之一，是絕大多數(shù)彩印企業(yè)將來繞不開的技術(shù)路線。因此，水墨印刷對企業(yè)具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
所謂法以立本，法即指導(dǎo)思想和原則，在多年的水墨驗證和應(yīng)用中，我總結(jié)出大膽嘗試、小心求證、科學(xué)使用、質(zhì)量優(yōu)先的推進(jìn)原則。今天主要和大家分享水墨印刷后，與復(fù)合環(huán)節(jié)的匹配問題。
一、復(fù)合工序配合水墨印刷的三種方案
對于復(fù)合工序來說，配合推行水墨印刷，一般有三種方案可以選擇：
1、水墨印刷+水膠復(fù)合
因為水膠與水墨樹脂體系相近，油墨匹配比較容易，不易出現(xiàn)復(fù)合外觀問題，但水膠應(yīng)用范圍有局限。
2、水墨印刷+無溶劑膠水復(fù)合
經(jīng)濟環(huán)保，適應(yīng)面廣，個人認(rèn)為是VOCs源頭治理的最佳組合方案，目前主要問題是復(fù)合外觀不容易控制。
3、水墨印刷+溶劑型膠水復(fù)合
當(dāng)然，這是一個過渡性的配合方案。雖然這個方案雖然成功率高，適用面廣，出現(xiàn)的復(fù)合問題少，但與使用水墨印刷的初衷有所偏離。
在復(fù)合驗證階段，有條件的情況下，三種復(fù)合方案都可以大膽嘗試，多一種方案，以后遇到問題時就多一種選擇。
在驗證過程中，最好有專人持續(xù)跟蹤，觀察是否有異常，并做好完整客觀的記錄，這些記錄將是后續(xù)制定工藝最重要的依據(jù)。在批量生產(chǎn)時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝，秉承由易到難，由慢到快的科學(xué)原則，首選溶劑膠和水膠復(fù)合方案，穩(wěn)定后再逐漸拓展到無溶劑復(fù)合，如此循序漸進(jìn)。
所謂術(shù)以立策，術(shù)即具體的方法及工藝。水墨復(fù)合工藝的確定一直是彩印企業(yè)比較頭疼的事情，因為印刷工序有太多的因素能夠?qū)е聫?fù)合質(zhì)量的波動，把控難度大。因此，在制定復(fù)合工藝前，必須清楚水墨印刷與復(fù)合工序相關(guān)的特性以及復(fù)合過程中容易出現(xiàn)的問題。
二、水墨印刷與復(fù)合工序相關(guān)的特性
1、干燥困難
從某種意義上來講，水墨印刷干燥困難是印刷速度問題，一般速度較低時，還是能夠完全干燥的。但在不添置新的印刷機臺的情況下，印刷速度必須維持在較高水平才能滿足產(chǎn)能的需求，因此，機速過快是水墨印刷經(jīng)常出現(xiàn)干燥不良問題的原因之一。
2、干燥效果很難準(zhǔn)確判斷
用溶劑型油墨印刷時，我們可以通過氣象色譜儀檢測印刷膜的溶劑殘留來判斷干燥狀態(tài)，但水墨印刷時就無法通過此方法來判斷，若使用在線的水分測試設(shè)備，投入成本又太大。所以，多數(shù)情況下大家是通過印刷技術(shù)人員的經(jīng)驗、后工序的反饋以及結(jié)合相應(yīng)的工藝來綜合判斷，存在一定的誤差和滯后性。
3、版淺，上墨量少
大多數(shù)彩印企業(yè)都會按照水墨印刷的要求重新制版，但印版網(wǎng)穴深度沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，每個水墨廠都有自己的見解和推薦，但都會比溶劑型油墨版淺很多，所以上墨量也小很多。雖然水墨的色濃度能比溶劑型油墨高不少，但墨層薄，遮蓋力上限比較低，容易造成很多復(fù)合外觀問題。
4、附著力
不同廠家的水墨，白墨、色墨、醇的比例、干燥效果、印刷材質(zhì)等都能影響水墨的附著力，正常情況下，水墨附著力要稍差于溶劑型油墨的附著力，但在干燥良好的情況下，印刷時進(jìn)行在線電暈處理能顯著改善水墨的附著力。
5、溶劑比例
為了提高干燥速度，改善印刷效果，經(jīng)常會在水墨中添加一部分或全部使用醇類溶劑，添加醇類溶劑后，印刷速度會明顯提升，若此時出現(xiàn)干燥不充分，不論是水還是醇，都會嚴(yán)重影響復(fù)合工序膠水的固化。
6、水墨使用的色組
不管是使用白墨、色墨還是全色系水墨，都應(yīng)將這些信息傳遞到下一工序，以便后工序能有針對性的準(zhǔn)備。
7、材質(zhì)
目前主要用于印刷水墨的材質(zhì)是OPP、PET、PE，水墨和溶劑型油墨一樣，在不同材質(zhì)上的附著力是不一樣的。其中PET印刷水墨后，應(yīng)盡可能減少復(fù)合前放置的時間，有利于提高復(fù)合強度。
8、不穩(wěn)定
水墨在連續(xù)印刷過程中，轉(zhuǎn)移效果可能發(fā)生變化，容易產(chǎn)生堵版等問題；由于水墨自身流平性的問題或在連續(xù)印刷過程中流平性下降都很容易產(chǎn)生水紋問題，這些外觀問題的嚴(yán)重程度都將在復(fù)合后被放大。
三、水墨印刷在復(fù)合過程中容易出現(xiàn)的問題
1、白點、氣泡，鍍鋁結(jié)構(gòu)尤為明顯
我們應(yīng)該把水墨看成一個全新的事物，其樹脂特性、顏料染料狀態(tài)、助劑等都與溶劑型油墨有很大區(qū)別，不論是水膠、溶劑膠、無溶劑膠在水墨界面上的潤濕能力和流平能力大概率都會有所下降。與復(fù)合工藝及膠水匹配時很大概率會出現(xiàn)白點、氣泡等外觀問題。
因此，水墨印刷的產(chǎn)品在做復(fù)合驗證時，涂膠量應(yīng)當(dāng)從高往低測試，復(fù)合速度應(yīng)當(dāng)從低往高測試，材料結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)從簡單的OPP/CPP等結(jié)構(gòu)往鍍鋁結(jié)構(gòu)測試。以無溶劑復(fù)合OPP/CPP為例，我們建議涂布量從2.0g/㎡、復(fù)合速度從100m/min開始測試，成功后再提高難度，這樣能大幅提高成功率和工人的信心，既能最大程度保證復(fù)合效果包裝印刷烘干，又能測試出各個工藝要素的極限。
2、色相變暗
以白版為例，水墨印刷為了保證干燥效果，印版大多數(shù)在25~30μm，墨層薄，遮蓋力有限。采用無溶劑復(fù)合工藝時，無溶劑膠水分子量較小，有可能完全“浸透”比較薄的墨層，改變印刷膜對光的反射，看起來顏色就發(fā)灰，色相變暗。
溶劑型膠水分子量較大，不易出現(xiàn)變暗問題，而水膠干燥即成膜的特性就能夠比較完美地避免變暗問題。所以，當(dāng)出現(xiàn)色相變暗問題時，首選水膠復(fù)合、其次是溶劑型膠水復(fù)合。
3、油墨膠水互溶
這類問題主要是由于水性油墨使用的樹脂結(jié)構(gòu)與膠水樹脂的結(jié)構(gòu)相近，產(chǎn)生了相似相溶現(xiàn)象，無溶劑膠水分子量較小，流動性強，比溶劑型膠水更容易出現(xiàn)，水膠復(fù)合時沒有遇到過相關(guān)案例。
4、復(fù)合強度低
針對水墨印刷膜的復(fù)合，三個方面的原因可以造成復(fù)合強度低：
首先是水墨附著力不夠，現(xiàn)象是剝離后油墨完全轉(zhuǎn)移；
其次是水墨干燥不良，影響了油墨的附著力，或水墨印刷殘留的水或醇，消耗了膠水固化劑中的-NCO基團(tuán)，造成-NCO與-OH比例失調(diào)，從而影響膠水的固化效果，現(xiàn)象是油墨轉(zhuǎn)移且發(fā)粘，或油墨不轉(zhuǎn)移，膠層發(fā)粘；
最后是膠水與水墨的親和性差，潤濕不良，造成復(fù)合強度低，也就是膠水粘不住水墨，現(xiàn)象是膠層不發(fā)粘，有可能同時伴隨著嚴(yán)重的復(fù)合外觀問題，這種情況在復(fù)合時，對印刷膜進(jìn)行在線電暈處理，就能夠有效改善。
5、油墨轉(zhuǎn)移
如果復(fù)合前檢測油墨附著力正常，一般是膠水與墨層的粘接力大于油墨的附著力，或膠水在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致油墨轉(zhuǎn)移，這種屬于正常情況，不需要處理；若同時還出現(xiàn)復(fù)合強度低，則需要考慮印刷時提升水墨的附著力或適當(dāng)調(diào)整膠水比例，溶劑型膠則稍微減少固化劑的使用量，無溶劑膠則適當(dāng)增加B膠的用量， 與鍍鋁轉(zhuǎn)移問題的解決思路相同。
6、固化不良
在膠水配比和其它工藝條件正常的情況下，固化不良是水墨在印刷時干燥不充分，殘留的水或醇影響了膠水的固化造成的。這種情況應(yīng)當(dāng)在印刷工序時，保證水墨的充分干燥，若是輕微的干燥不良，也可以通過調(diào)整膠水的配比來適當(dāng)彌補。以無溶劑膠為例，可以減少10%~15%的B膠使用量來改善固化不良現(xiàn)象；在水墨干燥不良的情況下，由于溶劑型膠粘劑在涂膠和烘干的過程中，乙酯能帶動水墨中殘留水分或醇類溶劑的快速揮發(fā)，且干式復(fù)合機烘道較長，烘箱溫度高，能對水墨進(jìn)行二次干燥，所以一般溶劑型膠水復(fù)合的固化狀態(tài)要優(yōu)于無溶劑膠型膠水，這也是溶劑膠配合水墨印刷產(chǎn)生問題少的原因之一。
7、熱封邊離層、拉鏈袋熱封起皺
固化不良和水墨耐熱性不夠，都可能造成熱封部位離層或起皺。若全色系采用水墨印刷，則每個顏色都需要進(jìn)行相應(yīng)的耐溫測試，因為每個顏色都有可能出現(xiàn)在熱封部位。
四、結(jié) 語
每家企業(yè)使用的水墨、訂單情況、設(shè)備狀況、人員狀況、地理位置、環(huán)境氣候等都不盡相同，遇到的問題及合適的復(fù)合工藝也就不同，很難完全復(fù)制同行的成功經(jīng)驗，很多時候需要獨立摸索復(fù)合經(jīng)驗，并制定復(fù)合工藝，這個過程漫長且曲折，但這也是技術(shù)創(chuàng)新、進(jìn)步所需要付出的代價。
我們應(yīng)當(dāng)以復(fù)膜驗證過程記錄為基礎(chǔ)，充分考慮以上水墨印刷的特點、復(fù)合過程中常見的問題，堅持質(zhì)量優(yōu)先的原則，彩印企業(yè)再結(jié)合自身的特點，就能制定出適合企業(yè)現(xiàn)狀的水墨復(fù)合工藝。
如果彩印企業(yè)有需要，我們在廣東國望技術(shù)中心，擁有兩條全尺寸的生產(chǎn)線，能夠進(jìn)行單色的印刷和多種方式復(fù)合，可以根據(jù)產(chǎn)品要求為客戶測試出最佳的工藝條件，同時我們經(jīng)驗豐富的技術(shù)工程師能幫助客戶培訓(xùn)現(xiàn)場操作人員，能在不占用客戶時間和設(shè)備的情況下，幫助客戶開發(fā)出符合市場需求的產(chǎn)品。
給大家分享一個水墨印刷穩(wěn)定批量生產(chǎn)的應(yīng)用案例：
料結(jié)構(gòu)：BOPP/VMPET/PE；
袋 型：三邊封拉鏈袋
油 墨：廣東某品牌全色系水墨
膠 水：
BOPP/VMPET 華騰溶劑型膠
VMPET/PE 華騰無溶劑型膠粘劑
外 觀：外觀良好，拉鏈處無起皺、分層
復(fù)合強度：
BOPP/VMPET：MD:1.2N/15mm；TD:1.4N/15mm
VMPET/PE：MD:3.8N/15mm；TD:4.3N/15mm
固化狀態(tài)：
BOPP/VMPET油墨部分轉(zhuǎn)移，輕微發(fā)粘；
VMPET/PE固化良好。
熱封強度：55N/15mm
在此案例中，當(dāng)BOPP/VMPET采用無溶劑復(fù)合時，出現(xiàn)了少量無法消除的白點，固化狀態(tài)較差，制袋時拉鏈熱封處易分層。
所謂器以成事，器即工具、設(shè)備、原輔材料等。對于水墨印刷技術(shù)，水墨和印刷機械是主要載體，該技術(shù)能否成功得到推廣及應(yīng)用，最終還是取決于水墨和印刷機械的技術(shù)水平，正如俗話所說，打鐵還需自身硬。
隨著水墨在附著力、干燥速度、印刷效果、印刷成本方面不斷取得進(jìn)步，水墨印刷在一些簡單圖案、輕質(zhì)的食品和日化品包裝上已經(jīng)比較成熟，但在大部分的應(yīng)用領(lǐng)域還需要在產(chǎn)業(yè)上下游及企業(yè)內(nèi)部各工序間的相互配合、理解、包容下盡快攻克。
水墨印刷推廣過程中一直在克服重重阻力，彩印企業(yè)對水墨的期望值普遍比較高，希望水墨各方面都能媲美有機溶劑型油墨，但目前將“能用”作為選用水墨的標(biāo)準(zhǔn)，將“好用”作為水墨發(fā)展的目標(biāo)可能更切合實際。
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