分類：投稿 作者：佚名 來源：網絡整理 發布時間：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
隨著越來越嚴格的環保政策落地執行，彩印行業的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、水膠復合、無溶劑復合等源頭替代技術的熱情空前高漲，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合技術后，VOCs源頭替代技術的又一重大應用。
各個彩印企業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，在質檢、復合、制袋等工序也會產生很多新的問題，經常導致后工序埋怨，甚至指責印刷工序，對整個生產的運行擾動較大，使得本來就面臨諸多挑戰的水墨印刷技術推行起來更加困難。
今天，我們邀請了北京華騰新材料股份有限公司售后服務部部長譚固分享他基于多年經驗總結出來的應用建議。
第77談 水墨印刷與復合的匹配探討發言嘉賓北京華騰新材料股份有限公司售后服務部部長譚固
要妥善解決水墨應用的相關問題，我認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，才能以包容的心態看待水墨印刷技術。
借鑒道家哲學思想，所謂道以明向，道即底層邏輯，是規律和方向。在具體的水墨印刷問題上，從國家政策和行業趨勢、水墨技術的發展水平、彩印企業的客戶接受程度等各個角度來看，水墨印刷技術都必將是VOCs源頭替代最主要的方法之一，是絕大多數彩印企業將來繞不開的技術路線。因此，水墨印刷對企業具有非常重要的戰略意義。
所謂法以立本，法即指導思想和原則，在多年的水墨驗證和應用中，我總結出大膽嘗試、小心求證、科學使用、質量優先的推進原則。今天主要和大家分享水墨印刷后，與復合環節的匹配問題。
一、復合工序配合水墨印刷的三種方案
對于復合工序來說，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，不易出現復合外觀問題，但水膠應用范圍有局限。
2、水墨印刷+無溶劑膠水復合
經濟環保，適應面廣，個人認為是VOCs源頭治理的最佳組合方案，目前主要問題是復合外觀不容易控制。
3、水墨印刷+溶劑型膠水復合
當然，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，出現的復合問題少，但與使用水墨印刷的初衷有所偏離。
在復合驗證階段，有條件的情況下，三種復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，這些記錄將是后續制定工藝最重要的依據。在批量生產時，應嚴格執行工藝，秉承由易到難，由慢到快的科學原則，首選溶劑膠和水膠復合方案，穩定后再逐漸拓展到無溶劑復合，如此循序漸進。
所謂術以立策，術即具體的方法及工藝。水墨復合工藝的確定一直是彩印企業比較頭疼的事情，因為印刷工序有太多的因素能夠導致復合質量的波動，把控難度大。因此，在制定復合工藝前，必須清楚水墨印刷與復合工序相關的特性以及復合過程中容易出現的問題。
二、水墨印刷與復合工序相關的特性
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能的需求，因此，機速過快是水墨印刷經常出現干燥不良問題的原因之一。
2、干燥效果很難準確判斷
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，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備，投入成本又太大。所以，多數情況下大家是通過印刷技術人員的經驗、后工序的反饋以及結合相應的工藝來綜合判斷，存在一定的誤差和滯后性。
3、版淺，上墨量少
大多數彩印企業都會按照水墨印刷的要求重新制版，但印版網穴深度沒有統一的標準，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，若此時出現干燥不充分，不論是水還是醇，都會嚴重影響復合工序膠水的固化。
6、水墨使用的色組
不管是使用白墨、色墨還是全色系水墨，都應將這些信息傳遞到下一工序，以便后工序能有針對性的準備。
7、材質
目前主要用于印刷水墨的材質是OPP、PET、PE，水墨和溶劑型油墨一樣，在不同材質上的附著力是不一樣的。其中PET印刷水墨后，應盡可能減少復合前放置的時間，有利于提高復合強度。
8、不穩定
水墨在連續印刷過程中，轉移效果可能發生變化，容易產生堵版等問題；由于水墨自身流平性的問題或在連續印刷過程中流平性下降都很容易產生水紋問題，這些外觀問題的嚴重程度都將在復合后被放大。
三、水墨印刷在復合過程中容易出現的問題
1、白點、氣泡，鍍鋁結構尤為明顯
我們應該把水墨看成一個全新的事物，其樹脂特性、顏料染料狀態、助劑等都與溶劑型油墨有很大區別，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。與復合工藝及膠水匹配時很大概率會出現白點、氣泡等外觀問題。
因此，水墨印刷的產品在做復合驗證時，涂膠量應當從高往低測試，復合速度應當從低往高測試，材料結構應當從簡單的OPP/CPP等結構往鍍鋁結構測試。以無溶劑復合OPP/CPP為例，我們建議涂布量從2.0g/㎡、復合速度從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，印版大多數在25~30μm，墨層薄，遮蓋力有限。采用無溶劑復合工藝時，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，看起來顏色就發灰，色相變暗。
溶劑型膠水分子量較大，不易出現變暗問題，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，當出現色相變暗問題時，首選水膠復合、其次是溶劑型膠水復合。
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構與膠水樹脂的結構相近，產生了相似相溶現象，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，水膠復合時沒有遇到過相關案例。
4、復合強度低
針對水墨印刷膜的復合，三個方面的原因可以造成復合強度低：
首先是水墨附著力不夠，現象是剝離后油墨完全轉移；
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，造成-NCO與-OH比例失調，從而影響膠水的固化效果，現象是油墨轉移且發粘，或油墨不轉移，膠層發粘；
最后是膠水與水墨的親和性差，潤濕不良，造成復合強度低，也就是膠水粘不住水墨，現象是膠層不發粘，有可能同時伴隨著嚴重的復合外觀問題，這種情況在復合時，對印刷膜進行在線電暈處理，就能夠有效改善。
5、油墨轉移
如果復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，或膠水在反應過程中產生的內應力導致油墨轉移，這種屬于正常情況，不需要處理；若同時還出現復合強度低，則需要考慮印刷時提升水墨的附著力或適當調整膠水比例，溶劑型膠則稍微減少固化劑的使用量，無溶劑膠則適當增加B膠的用量， 與鍍鋁轉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。這種情況應當在印刷工序時，保證水墨的充分干燥，若是輕微的干燥不良，也可以通過調整膠水的配比來適當彌補。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，且干式復合機烘道較長，烘箱溫度高，能對水墨進行二次干燥，所以一般溶劑型膠水復合的固化狀態要優于無溶劑膠型膠水，這也是溶劑膠配合水墨印刷產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行相應的耐溫測試，因為每個顏色都有可能出現在熱封部位。
四、結 語
每家企業使用的水墨、訂單情況、設備狀況、人員狀況、地理位置、環境氣候等都不盡相同，遇到的問題及合適的復合工藝也就不同，很難完全復制同行的成功經驗，很多時候需要獨立摸索復合經驗，并制定復合工藝，這個過程漫長且曲折，但這也是技術創新、進步所需要付出的代價。
我們應當以復膜驗證過程記錄為基礎，充分考慮以上水墨印刷的特點、復合過程中常見的問題，堅持質量優先的原則，彩印企業再結合自身的特點，就能制定出適合企業現狀的水墨復合工藝。
如果彩印企業有需要，我們在廣東國望技術中心，擁有兩條全尺寸的生產線，能夠進行單色的印刷和多種方式復合，可以根據產品要求為客戶測試出最佳的工藝條件，同時我們經驗豐富的技術工程師能幫助客戶培訓現場操作人員，能在不占用客戶時間和設備的情況下，幫助客戶開發出符合市場需求的產品。
給大家分享一個水墨印刷穩定批量生產的應用案例：
料結構：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：
BOPP/VMPET油墨部分轉移，輕微發粘；
VMPET/PE固化良好。
熱封強度：55N/15mm
在此案例中，當BOPP/VMPET采用無溶劑復合時，出現了少量無法消除的白點，固化狀態較差，制袋時拉鏈熱封處易分層。
所謂器以成事，器即工具、設備、原輔材料等。對于水墨印刷技術，水墨和印刷機械是主要載體，該技術能否成功得到推廣及應用，最終還是取決于水墨和印刷機械的技術水平，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步，水墨印刷在一些簡單圖案、輕質的食品和日化品包裝上已經比較成熟，但在大部分的應用領域還需要在產業上下游及企業內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”作為選用水墨的標準，將“好用”作為水墨發展的目標可能更切合實際。
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