烟包凹版印刷用水性油墨的配方设计

浅谈烟包凹版印刷用水性油墨的配方设计
【摘要】本配方设计过程中采用特殊工艺制作水溶性树脂液，并遴选国内外功能助剂及颜料制作出水性油墨用色浆；对水性色浆采用乳液型树脂及相关功能助剂进行调整，制作出满足烟包凹版高速印刷的水性油墨。

【关键词】烟包凹版印刷水性油墨配方设计
1 烟包用水性凹版油墨的开发背景
在我国凹版印刷领域中，目前仍然在大量使用溶剂性油墨，一方面溶剂油墨在使用过程中所大量排放的碳氢化合物对大气造成了极大的污染，日益带来环境的恶化；另一方面在食品包装及人体接触包装中的溶剂残留也给人体造成直接的危害，因此在印刷油墨中要求减少甚至完全不用有机溶剂的呼声此起彼伏，所以，将凹版印刷油墨水性化作为防污染大气的理想手段，就越来越受到印刷行业和油墨行业的关注。

近年来，中国包装协会已经提高了各类包装物的有机溶剂限量标准，尤其是中国国家烟草专卖局于2008年发布了《卷烟条与盒纸质包装材料中挥发性有机化合物（vocs）的限量指标》，对其中的16种挥发性有机化合物（vocs）进行了控制，大大提高了该行业内印刷油墨的环保要求，促使油墨行业集中精力研发水性凹版油墨，以便彻底解决有机溶剂残留问题。

由于烟包产品印刷在我国印刷工业中处于领先地位，因此烟包印刷行业对推动凹版印刷水性化将起着决定性作用。

我国凹版印刷方式份额占印刷市场份额超过60%，
随着环保要求的日益提高，水性凹版油墨在未来印刷行业将具有无比广阔的应用前景。

2 烟包用水性凹版油墨开发的技术难点与设计方案
（1）烟包凹版印刷用水性油墨与溶剂性油墨相比存在的技术难点：a、干燥性不好，在高速印刷过程中易出现干燥不良的印刷故障；b、在印刷过程中易出现的印版灰雾、堵版等印刷适应性问题；c、水性油墨在印刷效果方面与溶剂性油墨存在一定差距。

（2）本配方设计过程中采用特殊工艺制作水溶性树脂液，并遴选国内外功能助剂及颜料制作出水性油墨用色浆；对水性色浆采用乳液型树脂及相关功能助剂进行调整，制作出满足烟包凹版高速印刷的水性油墨。

3 烟包用水性凹版油墨配方设计所需材料
（1）树脂类：s-90丙烯酸树脂（韩华），a-1091乳液（dsm），j-74 乳液（basf）
（2）颜料类：金光红pr53：1（杭州百合），洋红pr57：1（常州北美），大红pr48：2（常州北美），钛白粉rdi-s（芬兰 sachtleben），永固黄py14（龙口太行），15：3酞青蓝m3d4-x（印度 mallak），特黑4a（degussa）。

（3）助剂类：3062消泡剂（tego），8 1 5消泡剂（t e g o），3 4 6流平剂（byk），191分散剂（byk），5223nr蜡粉（美国三叶），dc-51爽滑剂（美国道康宁），催干剂（bayer）等。

（4）溶剂类：去离子水，95%乙醇，环保型醚类溶剂，氨水（28%），
一乙醇胺等。

4 烟包用水性凹版油墨的配方设计步骤
（1）水溶性树脂液的制备：依据本油墨的使用性能和印刷适性的要求，预选碱溶性树脂或乳液或多种聚合物的复配物，对其中的碱溶性树脂或胶态乳液进行氨化，为了平衡快速干燥成膜以及印刷稳定性的要求，氨化中和剂采用氨水和有机胺的混合形式，以得到树脂的水溶性、油墨在印刷机上和储存稳定性、固化速度、膜的抗水性能等这些指标的最佳平衡。

水溶性树脂液制备比例如下：
s-90树脂：40%；去离子水：30%；95%乙醇：10%；氨水（28%）：9%；一乙醇胺：3%；3062消泡剂：0.3%；醚类溶剂：5%；其它：2.7%。

（2）水性色浆的制备：本体系油墨选择国内外耐碱性好、遮盖力高、色浓度高以及易分散性、储存稳定性良好的颜料，制备成各色水性色浆储存。

水性色浆制备比例如下：
前制水溶性树脂：20-30%； 191分散剂：4%；3062消泡剂：0.5%；5223nr蜡粉：0.5-1%颜料：40-50%；去离子水：15-20%；95%乙醇：10-15%。

（3）基色油墨的制备：将前制水性色浆进行调整，制作出烟包凹版印刷所需的各色基色油墨
前制水性色浆：40-60%；a-1091：30-40%；j-74：10-15%；815消泡剂：0.5%；dc-51爽滑剂：0.1%；346流平剂：0.3%；催干剂：
0.5%；去离子水：5-10%；95%乙醇：5-10%。

5 烟包用水性凹版油墨的主要技术指标
颜料分散及稳定性：在-18℃--60℃下，静置6个月，无颜料返粗、絮凝、沉淀、胶化等不良现象；
颜色（刮样法）：近似标准样；
着色力（刮样法）：为标准样的95—105%；
细度（刮板细度计法）：120℃；耐光性：≥4级；附着牢度：≥90%。

6 烟包用水性凹版油墨使用的注意事项
（1）印版要求：使用水性油墨专用印版：雕刻深度为：28-32微米。

（2）印刷条件的设定：印刷速度为150米/分钟；烘箱温度设定为90℃，风量开到最大。

（3）油墨稀释用溶剂：去离子水：95%乙醇=3：7。

（4）稀释比例：将水性油墨稀释到2#察恩杯18-19秒。

（5）印刷过程中每隔30分钟对油墨粘度进行复测，及时调整，保证油墨粘度稳定。

7 烟包用水性凹版油墨的使用效果及结论
通过在烟包凹版印刷机上印刷测试，将印刷效果与溶剂性油墨对比分析：本油墨在上机印刷过程中，干燥速度能够满足要求，印刷网点转移清晰完整，阶调再现性好，色彩还原基本上达到溶剂性油墨印刷效果；印刷品在流平性及光泽方面优于溶剂性油墨。

但在印刷稳定性方面较溶剂性油墨还有一定差距，连续印刷时间超过48小
时后会有轻微的堵版、雾版现象，需要对印版进行清理后方可继续印刷。

印后加工性能测试：在烟包印后加工过程中，模切、压痕、烫金以及成型、包烟过程中均能达到使用溶剂性油墨印刷产品的同等效果。

综上：该配方油墨基本可满足烟包高速印刷的需求，具有无毒、安全及环境友好的特点，具备在烟包印刷行业推广的基础，但在印刷适应性方面仍需结合印刷过程中出现的问题进行针对性改进。

参考文献
[1] 辛秀兰，等编著.水性油墨.化学工业出版社.2005
[2] 中华人民共和国国家标准：gb/t 26395-2011 水性烟包凹印油墨。