标签业柔印水性油墨的质量需求

　　众所周知，水性油墨中的水溶性树脂，必须经过胺化后才能溶解于水，因此，水性油墨中的水同我们生活中用的自来水是有很大区别的。水性油墨是偏碱性的，其pH值一般在8.5～9.5。有些水性油墨的碱性很强，pH值甚至会达到或超过10.0。水性油墨的pH值会随着周围环境温度的变化而改变，因此，在水性油墨应用中，就像溶剂型油墨每隔15～20分钟要用黏度杯测量黏度一样，水性油墨也必须要定时监测pH值。当水性油墨的pH值下降到规定值的下限之外时，其黏度会增高，干燥速度会增快，转移性能会变差。因此，必须及时添加油墨供应商提供的稳定剂(其实就是氨水一类的碱性添加剂)，使水性油墨的pH值恢复到原有水平。目前，水性油墨应用中在控制pH值方面就像是一组锯齿波曲线，以时间t为轴线，pH值随t轴的延伸而逐步下降，而一旦添加了稳定剂，pH值又会即刻回升，如此循环往复，一直处于波动之中。水性油墨的pH值实际上就像锯齿波曲线一样不稳定，若要稳定，必须缩短测定pH值与添加稳定剂的时间，即提高测定pH值与添加稳定剂的频次。因此，国外标签印刷企业在水性油墨应用中常采用pH值实时控制装置，随时测定pH值，随时添加稳定剂，以维持水性油墨性能的稳定。

　　水性油墨要及时测定pH值，并及时调整pH值，这同水性油墨制造过程中的树脂胺化技术有关。根据目前掌握的技术，丙烯酸树脂胺化一般采用3种工艺：一是有机胺工艺，二是氨水工艺，三是NaOH或NaHCO3工艺。这3种工艺在性能上相差很大，成本上相差也很大，而且树脂胺化后稳定性方面的差距也很大。有机胺挥发慢，因此稳定性好，但价格贵；氨水价格便宜，但挥发快，必须及时补充；无机碱溶液价格便宜，也不挥发，但性能差。目前业内应用的水性油墨，基本上采用的是前两种工艺中的一种，或将这两种工艺结合起来，既用有机胺，也用氨水，为的是兼顾性能与成本。目前质量要求高的水性油墨，基本上不用定时去监测其pH值，也不用经常添加稳定剂。

　　pH值稳定的水性油墨，其pH值在8.25～8.5之间，波动很小。这样的水性油墨转移性稳定，黏度稳定(由于水的蒸发潜热大，水性油墨中因为水的蒸发而引起油墨黏度变大的概率极低，水性油墨黏度增高往往是氨的挥发使pH值下降所致)，因此色浓度稳定。

　　柔印采用的是短墨路，网纹辊技术是柔印墨路的核心技术。标签印刷业采用的柔印机组，往往采用着墨辊、网纹辊、印版辊与压印辊四辊结构，为了将储存在网纹辊网穴中的油墨吸出，版辊上的印版必须要适当变形，才能将网纹辊网穴中的油墨吸出，为此油墨黏度一定不能过高。

　　目前国内应用的一些柔印UV油墨的黏度用旋转黏度计测定，约在10～16dPa·s，用黏度杯是无法测定的。而目前供应商提供的一些水性油墨，其黏度是用3号察恩(zahn)杯测定的，一般在22秒到40多秒，若用旋转黏度计测定，黏度数据在0.4～3.5dPa·s之间。由于该数据已在旋转黏度计的下限，可见，数据已经很不准了，但还是能说明一些问题：目前柔印水性油墨的黏度大大低于柔印UV油墨。油墨黏度的范畴同墨路结构的特点是密切相关。例如，同为UV油墨，由于胶印同凸印相仿，都是采用长墨路，用多根串墨辊、匀墨辊、着墨辊将油墨打匀，再转移到印版上，因此油墨可以很黏，不然油墨很难在多根墨辊间转移，胶印UV油墨同凸印UV油墨往往可以通用；但柔印UV油墨则不同，为了保证储存在网纹辊网穴中的油墨顺利转移到印版上，必须采用类似于凹印工艺的低黏度油墨，否则很难将网穴中的油墨吸出。但是，由于柔印网纹辊网穴的特点同电雕凹版的倒棱锥形网穴特点有很大不同，因此柔印UV油墨的黏度又没有必要像凹印油墨那样低。国外在研制柔印UV油墨时，当年正是选择了较低黏度的单体树脂，才使柔印UV油墨达到了今天的境界。同理，柔印水性油墨的合理黏度可以同UV油墨相仿，而不必刻意去追求低黏度。试想一下，柔印机的油墨转印机构相同，仅仅干燥机构不同，既然如此，我们有什么必要去降低柔印水性油墨的黏度呢？

　　有必要在论述黏度指标时顺便指出：“油墨黏度低一些对解决柔印堵版故障有利”的论点是似是而非的。这种感觉和误解来源于柔印溶剂型油墨在解决堵版故障时的一些经验：当用溶剂稀释柔印溶剂型油墨后，如果溶剂用得恰当，稀释后的油墨表面张力有了明显改变，柔印堵版故障可以缓解。但这是油墨同印版表面张力配合的结果，而不是降低油墨黏度的结果。这个结论可以用反例来证实：如果换用其他溶剂来稀释，未必一定能解决堵版故障，很可能会使颜色密度下降，堵版故障照旧。

　　适当提高水性油墨的色浓度标签业界的柔印高端产品，已经达到了胶印的水准。在一些高端化妆品标签上，早已采用175线/英寸的印版，最小网点为1%～2%。笔者近期担任了上海出版界印刷技能比赛的评审，有幸能目睹一批柔印同胶印直接PK的印刷样品。对柔印样品的评审，许多胶印专家都表示大出意外，因为胶印由于水墨平衡的问题，不易控制网点的完整性，而柔印没有水的干扰，其最小网点的完整性极好，是没有瑕疵的。印刷相同图案时，柔印印品比胶印印品的层次更丰富，墨色更饱满，立体感更强。

　　但是，柔印印品的质量受制于网纹辊技术，为了达到印版的高线数，网纹辊也必须采用高线数，而根据网纹辊技术中网穴深度与网穴开口的最佳比例，当网纹辊为高线数时，其储墨量会相应下降，BCM值会比较低。此时，若在同一印版上既要追求高线数，又要追求高颜色密度，就必须提高油墨的色浓度，简言之，要提高油墨的颜料比例。

　　现在已经知道，柔印UV油墨的颜料比例一般在25%，柔印水性油墨的颜料比例一般在20%，柔印溶剂型油墨的颜料比例也在20%左右。由于柔印溶剂型油墨的表面张力普遍比柔印水性油墨要低一些，其从印版上的转移率要稍差些，相同颜料比例的溶剂型油墨印刷后的颜色密度要稍低于水性油墨。因此，与柔印UV油墨相比，对柔印水性油墨在色浓度方面的要求，只是将颜料比例再提高些。目前柔印水性油墨的黏度比较低，只要适当提高颜料比例，提高固含量，适当提高水性油墨黏度，改善这个问题并不是很困难的事。

　　鉴定油墨色浓度可以采用柔印展墨辊，即用按一定BCM数值配置的网纹辊对承印材料展色，用分光密度仪测定颜色密度。笔者建议的数据为：在BCM值为1.8时，C为1.3左右，M为1.2左右，Y为0.9左右，K为1.4左右。请注意：这是对英制单位而言，若采用公制单位，则换算关系为1BCM=1.55cm3/m2。

　　就像凹印工艺无法避免刀丝故障一样，柔印工艺最担心的就是堵版，即国外表述的ink fill in，会造成相邻网点“搭桥(bridging)”，也称作塞网、脏版等。排除其他工艺条件的影响，在油墨与印版的配合方面，柔印油墨无法从印版上彻底转移，或多或少地滞留在印版上，这是造成柔印堵版故障的三大原因之一。

　　根据我们现在所掌握的数据，要求柔印油墨的表面张力与印版的表面能(也称印版的表面张力)要尽可能靠近些，即相差值要尽可能小些。由于对油墨在印版上的润湿性有要求，因此要求油墨的表面张力略低于印版的表面能，使油墨与印版的接触角θ小于但接近于90°。这样的配合，可以避免印版不着墨(不少专业柔性版制版公司都已经碰到了这个问题)，也可以避免油墨在印版上的黏滞，从而造成堵版。

　　因为是油墨同印版的配合，所以一般有两种做法：一种是调整印版，另一种是调整油墨，从而达到需要的选择。目前国内柔印界最常用的印版是杜邦、富林特以及日本的几种品牌，据测定，这几种印版的表面能差异较大，这同印版的材料配方有关，有时同制版时洗版所用的不同溶剂也有关。由于版材基本上被国外厂商控制着，所以第一种做法实现的可能性微乎其微，笔者几乎不抱幻想。我们现阶段可做的是要求印版的表面能稳定，然后通过调节油墨的表面张力来配合。

　　水性油墨的表面张力同下述材料有关：水性溶液、水性乳液、助溶剂、助剂等。同溶剂型油墨不同的是，在共沸点特点作用下，水性油墨的表面张力设计比溶剂型油墨要困难些，因此需要大量的实验室计算和试验工作，常规的市场应用往往建立在大量实验和试用基础上。笔者主张在试用前需要做一定的数据测量与分析工作，以避免盲目试用造成大量材料的损耗。