凹印油墨与回粘的关系及对策(上)

    【集萃网观察】摘要：本文就塑料凹版印刷中最常出现的“回粘”现象，对其出现的方方面面原因，尤其是油墨制造和使用过程，都作了比较详细地说明。也从油墨生产的角度，给出了一些建议和方法。

　　关键词：凹印、塑料、油墨、回粘、助剂

　　所谓粘连，是指印刷收卷后，印刷品上的油墨层与另一个接触面（通常是薄膜的背面）互相粘连，或油墨附着到另一个接触面上。粘连的现象有两种：一是塑料薄膜印刷背表面粘连，通常称“回黏”，就是薄膜印刷后印迹有干燥的假象，在印好卷筒或制袋后，在存放时期又出现背面粘脏的现象。具体表现为不能顺利开卷，或者因油墨剥离而损伤印刷图案、污染接触面。在粘连较轻时（粘连的前一阶段），表现为重卷时发出剥离声，或在重叠部分的油墨表面呈现出异常的光泽。严重时印件之间撕不开，图文墨层移染，造成产品报废。二是塑料管状薄膜表面相互粘连，袋口难以揭开，用户拒绝使用。上述两种情况，在夏季更容易发生。操作车间温度高，相对湿性大是造成粘连的主要原因之一。但有时与PE树脂本身滑爽剂的含量太少有关，也与风量、速度等一系列因素有着密切的联系。

　　塑料薄膜或透明纸印刷后印迹出现已干燥的假象，但在印好卷筒或制袋后的存放期间又出现背面粘脏的现象，严重时印件之间断不开，图文墨层移染，造成产品报废。这种现象在高温季节更易发生，但高温不是造成回粘的惟一原因，它还与塑料、油墨、溶剂挥发速度、操作环境的风量、光照等一系列因素有着密切的联系。

　　一、油墨中的连结料树脂

　　油墨中采用的连结料树脂不同，油墨的抗粘连性也不同。目前塑料薄膜凹印所用的油墨均属于溶剂型油墨，由连结料树脂、颜料、溶剂等组成。作为连结料树脂，要求其与承印薄膜黏合要牢固，印刷收卷后不粘连，具有一定的柔软性，并能耐一定的高温，在一定范围内不受外界因素变化的影响。

　　连结料树脂的软化点高低直接影响着印刷墨层的性能。连结料树脂的软化点过低，会使印刷墨层在高温环境下呈微熔状态，从而使印刷产品收卷后发生粘连。提高连结料树脂的软化点，显然有利于防止粘连，但软化点过高，印刷墨层的挠屈性会变差，容易脆裂。以PE、PP薄膜表印常用的聚酰胺油墨为例，该油墨的连结料为聚酰胺树脂，一般均为低分子量的线型聚合物，是由二聚酸和烷基（或芳基）二元胺缩聚得到的，其软化点通常为100~110℃。

　　通常情况下，为了适应印刷的需要或考虑到经济性，印刷时在油墨中常常要加入混合溶剂。每一种连结料都有自己的真溶剂、次溶剂、非溶剂。溶解性越好，就表示连结料树脂与溶剂分子之间的亲和力越大；而溶剂对树脂的溶解性越好，树脂对溶剂的释放性也就越差。释放性差，就会直接引起下文提到的残留溶剂问题。所以，在配制混合溶剂时，溶剂应该控制在一定的范围内。既要考虑到油墨的印刷适性要求，同时还要考虑到溶剂的综合释放性。

　　对于同一种类型的连结料树脂来说，树脂的软化点越低，也就意味着树脂越容易溶解，树脂的脱溶剂性就会越差。从这一方面考虑，也应该相应地提高连结料树脂的软化点。

　　另外，在加工油墨时，如果研磨时间过长，研磨产生的温度就会过高，导致连结料树脂部分变性，也会给粘连带来一定的影响。

　　二、凹印油墨中的溶剂在印刷后未能得到彻底挥发

　　印刷油墨转移到塑料薄膜上以后，印刷墨层表面的溶剂将首先蒸发，而处在印刷墨层内部的溶剂则必须先扩散渗透到墨膜表面，而后才能进行蒸发干燥。当印刷墨层的干燥进入终期时，印刷墨膜的表层已经固化，这就限制了印刷墨层内部溶剂的继续扩散和蒸发，从而造成了残留溶剂问题。

　　塑料薄膜印刷是通过溶剂蒸发使油墨干燥的。其挥发速度是决定墨层干燥情况和影响印刷质量的重要因素。溶剂挥发愈慢，则版的再现性愈好，印刷品色泽愈美观，但容易粘连；反之，会产生印迹发白等现象。因此，选择适当挥发速度的溶剂，是塑料薄膜凹版印刷的关键。在连续套色印刷中，薄膜在两印刷工位之间运行时间内，溶剂必须全部挥发完，否则，在下一个工位印刷时，就会粘辊。薄膜印刷后，油墨中的有机溶剂在干燥系统中未得到彻底挥发，薄膜收卷后仍有余热，给残留在墨层中的溶剂，带来继续挥发的条件，而形成粘连。高温潮湿季节，印刷后薄膜收卷过紧或受压。

　　当印刷墨层内的残留溶剂达到一定的浓度时，印刷墨层保持微融（润湿）状态，这就直接导致了粘连问题的产生。因此，必须对残留溶剂量予以控制。残留溶剂量除受到上述连结料树脂的溶剂释放性影响以外，还受到下列因素的影响。

　　1、溶剂的挥发能力

　　单一溶剂的挥发速度是由它的物理参数所确定的。挥发能力与溶剂参数相关性为：

　　式中，E为溶剂挥发速率；P25为25℃时溶剂的饱和蒸气压；d25为25℃时溶剂的密度；M为相对分子量；K是常数。

　　印刷墨膜中所含的溶剂属于混合溶剂，每种溶剂的挥发速率是不同的。在这种情况下，溶剂的挥发情况将发生变化，挥发性强的组分首先逸出，而挥发性弱的组分则滞留下来，导致溶剂诉组成发生了变化，也就不可能像单一溶剂那样在恒定的温度下以单一的挥发速率逸出，溶剂的挥发速率将逐渐缓慢下来。若溶剂的纯度不合要求（如含有过多的高沸点组分）或过多地使用了慢干溶剂，则在正常条件下就会产生严重的残留溶剂问题。因此，合理地设计混合溶剂的配方是一个十分重要的技术问题，使用代用品时更应该十分慎重。

　　另外，颜料的表面特性、比表面积及浓度也都对溶剂的挥发有一定的影响。就同一颜料来说，溶剂挥发速率将随颜料浓度的增大而减小；对于不同的颜料来说，一般情况下，颜料密度小，溶剂的挥发速率低，颜料的颗粒小，溶剂的挥发速率也低。

　　2、干燥条件

　　干燥条件包括干燥风温、风量（风速）、干燥装置结构等。干燥不良，残留溶剂量就会增多。因此，应创造尽可能好的干燥条件。提高风温、风量（风速），无疑可以强化干燥条件。但应该注意的是，在印刷墨层较厚的情况下，如果干燥过快，会使墨层表面迅速结膜，导致内部溶剂无法逸出，反而会使残留溶剂量增大。再则，温度过高，还容易使墨膜软化。

　　3、印刷速度

　　印刷速度的快慢，决定了印品所能得到的干燥时间的长短。所以，应在首先保证印刷墨层充分干燥的情况下，才可提高印刷速度。

　　4、干燥介质（空气）的湿度

　　干燥介质（空气）的湿度对于残留溶剂量有很大的影响。一是空气中的水分如果进入油墨中，将造成溶剂的综合挥发性变差。二是干燥介质（空气）中水分的大量存在，也抑制了溶剂的挥发。环境湿度增加一倍，油墨的干燥速度一般要迟缓近两倍。也正是由于这个原因，在梅雨季节印刷塑料薄膜时最容易发生粘连故障。因此，在高湿环境中，应尽量减慢印刷速度，并减少油墨与空气的接触，以保证油墨能充分干燥。印刷车间的相对湿度一般不应超过70%。当然，也不能过于干燥，否则，容易引起静电问题。

　　5、承印薄膜

　　不同材质的薄膜对于溶剂有着不同的选择性吸收倾向。铝箔、聚酯等为非吸收性薄膜，残留溶剂一般较少；聚丙烯系薄膜容易残留碳氢系溶剂，而吸水性薄膜（如尼龙、玻璃纸）则容易残留醇系溶剂。另外某些薄膜中添加的助剂也会影响溶剂的挥发。由此增大了残留溶剂量。

　　对策，油墨中溶剂的挥发速度，不仅取决于溶剂的沸点，蒸气压、蒸气潜热等，还取决于操作环境的温度、湿度、风基、溶质和墨层厚薄等条件。因此，应根据条件的变化，随时调整油墨中溶剂的挥发速度。在一般温度下，如墨层干得过快，应加入挥发慢的溶剂；反之，则加入挥发快的溶剂。也可用二甲苯、乙醇和异丙醇混合溶剂来稀释(三种溶剂各以1／3比例混合，使用单一溶剂不如混合溶剂好)。如觉干燥太快，可适量用一点了醇来代替部分乙醇(丁醇有增加墨色光泽的作用)。但千万要注意加入量要适当，以免影响印件的干燥。

　　塑料薄膜凹版印刷用的溶剂，以醇类为主，配以苯类、醇类多用乙醇、异丙醇，苯类多用甲苯、二甲苯。由于硝化纤维的需要，也要加入酯类，如醋酸乙酯、醋酸丁酯。总之，力求油墨中的有机溶剂在收卷之前得到彻底挥发。适当减慢车速，加大风量。薄膜印刷后，松散地收放在铁丝编织筐内，使墨层得以继续通风干燥，固化后再行分切、制袋，薄膜印刷制袋后，经包扎，竖放在纸箱内，减少膜表面之间的压力。

    来源：中国印刷港