油墨稀釋方式對(duì)凹印冰花錘紋效果的影響研究

夏家良　王琪　何邦貴　郭力銘　馬濤滔

摘 ?要： 確定溫度對(duì)UV冰點(diǎn)油墨的影響，并找出滿(mǎn)足印刷生產(chǎn)的加熱溫度。通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證不同加熱溫度對(duì)冰點(diǎn)油墨粘度與印刷效果的影響，通過(guò)SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)指標(biāo)為冰花錘紋表面浮雕效果的成型效果。恒溫水浴加熱冰點(diǎn)油墨可以調(diào)節(jié)油墨粘度，加熱溫度在70℃、80℃時(shí)凹印冰花錘紋效果與絲印效果接近，此時(shí)油墨粘度在21?～24?之間，其中以80℃時(shí)整體版面效果更加符合生產(chǎn)要求。水浴加熱冰點(diǎn)油墨的凹印效果可以滿(mǎn)足目標(biāo)煙標(biāo)生產(chǎn)要求，為凹印生產(chǎn)冰花錘紋效果油墨粘度調(diào)節(jié)方式與類(lèi)似煙標(biāo)生產(chǎn)提供了參考。

關(guān)鍵詞：?油墨粘度;凹印;浮雕效果;印刷;煙標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：?TS 805????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A????DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.02.014

【Abstract】： To determine the effect of temperature on UV freezing inks and to find the heating temperature that meets the printing production. Through the control experiment， the effects of different heating temperatures on the viscosity and printing effect of the freezing point ink were verified. The data analysis was carried out by SPSS software， and the experimental index was the forming effect of the surface relief effect of the ice hammer hammer pattern. The constant temperature water bath heating ice point ink can adjust the viscosity of the ink. When the heating temperature is 70℃?and 80℃， the effect of gravure ice hammer is close to the silk screen effect. At this time， the ink viscosity is between 21" and 24"， and the whole is 80℃. The layout effect is more in line with production requirements. The gravure effect of water bath heating ice point ink can meet the requirements of target cigarette label production， and it provides a reference for the production of ink viscosity and the similar cigarette label production for gravure printing.

【Key words】： Ink viscosity; Gravure; Embossed effect; Printing; Cigarette label

0??引言

煙標(biāo)是現(xiàn)代人對(duì)卷煙包裝[1]的普遍叫法。80年代初期，人們還管它叫煙盒皮[2]、煙盒子、煙殼[3]，或疊成三角形叫“撇撇”等等。卷煙煙標(biāo)多為紙質(zhì)印刷品，在印刷生產(chǎn)過(guò)程中常通過(guò)添加各類(lèi)助劑使油墨達(dá)到印刷要求，但在印品印刷過(guò)程中易出現(xiàn)VOC殘留問(wèn)題，為解決VOC殘留問(wèn)題，逐漸出現(xiàn)了水性油墨、UV油墨等環(huán)保性油墨。但部分油墨在使用過(guò)程中為保證印刷效果，仍會(huì)采用一些傳統(tǒng)助劑對(duì)油墨印刷適性進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以在部分印品印刷及成品中會(huì)存在苯及其它助劑殘留。在保持原有

印刷質(zhì)量的前提下，對(duì)加熱油墨來(lái)調(diào)節(jié)油墨粘度的方式對(duì)印刷效果與溶劑殘留的影響進(jìn)行研究，為凹印特殊效果油墨印刷提供一定供參考。

1??印刷浮雕效果

隨著卷煙產(chǎn)品的發(fā)展，逐漸衍生出了品牌和種類(lèi)繁多的卷煙產(chǎn)品，為滿(mǎn)足產(chǎn)品發(fā)展和市場(chǎng)需求，出現(xiàn)了以特殊紙張生產(chǎn)的具有浮雕效果的煙標(biāo)。自磨砂效果的應(yīng)用取得成功后，又出現(xiàn)了凸字、皺紋、冰花、折光及珊瑚等印刷效果[6]，這些具有裝飾性的印刷效果被稱(chēng)為裝飾性紋理，也可稱(chēng)為裝飾性表面浮雕印刷效果，所用油墨可統(tǒng)稱(chēng)為裝飾性油墨[7]。裝飾性油墨根據(jù)固化后效果的不同可分為冰花、折光、皺紋、磨砂等效果的特種油墨[8]。

1.1??存在問(wèn)題

常見(jiàn)的煙標(biāo)表面浮雕效果印刷是采用絲網(wǎng)印刷生產(chǎn)的，為控制印刷質(zhì)量，絲印生產(chǎn)表面浮雕效果時(shí)生產(chǎn)效率受到較大影響。若僅通過(guò)絲印進(jìn)行印刷生產(chǎn)，在達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)量時(shí)需較長(zhǎng)時(shí)間，期間存在著諸多不穩(wěn)定因素，包括套印不準(zhǔn)、絲網(wǎng)版磨損帶來(lái)的墨層厚度變化、油墨減少對(duì)刮板壓力的影響、半成品煙標(biāo)存放時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致的紙張變形等。在某煙標(biāo)“膠印+絲印”工藝的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)印刷成品檢測(cè)時(shí)，各殘留物檢測(cè)項(xiàng)中苯系物殘留量（0.008004?mg/m2）雖然在規(guī)定范圍內(nèi)，但其數(shù)值仍然較高。

1.2 ?印刷工藝轉(zhuǎn)換

因凹印工藝是現(xiàn)有印刷速度最快且技術(shù)成熟的煙標(biāo)生產(chǎn)工藝之一，所以通過(guò)凹印工藝進(jìn)行具有浮雕效果煙標(biāo)生產(chǎn)。由于本文涉及的目標(biāo)煙標(biāo)已通過(guò)凹印進(jìn)行印刷生產(chǎn)，生產(chǎn)時(shí)采用的油墨稀釋方式為添加助劑，其版面效果可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，但存在改善冰花錘紋印刷效果的余地。在對(duì)原輔料不變時(shí)，需提出一種可以不添加各類(lèi)助劑來(lái)調(diào)節(jié)冰點(diǎn)油墨粘度的調(diào)節(jié)方式。

2 ?油墨粘度影響因素

凹印因其良好的工藝特性，常被應(yīng)用于煙標(biāo)的印刷生產(chǎn)，但具備浮雕效果的UV油墨[12]原墨粘度高，不能直接用于凹印生產(chǎn)，生產(chǎn)前需要對(duì)油墨黏度進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。所以，需要對(duì)UV冰點(diǎn)油墨的油墨粘度及控制方式進(jìn)行分析，用以配合凹印浮雕效果的生產(chǎn)。油墨粘度調(diào)節(jié)方式如下：

（1）添加撤黏劑[13]等助劑。在煙標(biāo)印刷期間，調(diào)節(jié)油墨粘度的傳統(tǒng)方法就是向油墨中添加撤黏劑，使油墨粘度滿(mǎn)足印刷要求。

（2）油墨觸變性[14]。觸變性是分散體系流變學(xué)中一種特殊的現(xiàn)象，是指在攪動(dòng)或其它機(jī)械力作用下，這些體系的粘度或切力隨時(shí)間發(fā)生變化的一種流變現(xiàn)象[16]。利用油墨的觸變性可以改變油墨黏度[15]，通過(guò)改變油墨的觸變性可以調(diào)節(jié)油墨粘度，但是這種方式適用于墨路較長(zhǎng)的膠印機(jī)，不適用墨路短的凹印、絲印等設(shè)備。

（3）溫度。在實(shí)際生產(chǎn)中，油墨溫度的升高會(huì)降低油墨粘度，對(duì)印刷效果造成不良影響，需要控制環(huán)境溫度穩(wěn)定，避免發(fā)生生產(chǎn)事故。因此，改變溫度存在調(diào)節(jié)油墨溫度的可能。

綜合生產(chǎn)實(shí)際，現(xiàn)有BOBST凹印機(jī)不適合通過(guò)改善油墨觸變性來(lái)調(diào)節(jié)油墨粘度，所以?xún)H涉及添加助劑和溫度控制。

3 ?實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料：230?g/m2介質(zhì)轉(zhuǎn)移冰點(diǎn)紙;230?g/m2白卡紙;UV冰點(diǎn)油墨（森慧）;撤黏劑。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：BOBST 820H型凹印機(jī);外置水浴加熱設(shè)備;量杯;秒表。

4 ?實(shí)驗(yàn)

4.1 ?實(shí)驗(yàn)方法

為驗(yàn)證升高油墨溫度對(duì)油墨粘度的影響，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，通過(guò)驗(yàn)證印品冰花錘紋效果，來(lái)判斷溫度對(duì)印刷效果的影響。

為驗(yàn)證溫度對(duì)油墨粘度的影響，實(shí)驗(yàn)前對(duì)冰點(diǎn)油墨原墨粘度進(jìn)行測(cè)量并記錄，再進(jìn)行油墨水浴加熱實(shí)驗(yàn)，加熱過(guò)程中記錄加熱溫度、油墨溫度及對(duì)應(yīng)溫度下油墨粘度。在設(shè)置實(shí)驗(yàn)組時(shí)設(shè)置對(duì)照組2組、實(shí)驗(yàn)組6組，實(shí)驗(yàn)組分別為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況油墨起始粘度為40?。油墨粘度測(cè)量時(shí)采用廠家自帶量杯測(cè)量（廠家用量杯比生產(chǎn)用量杯慢2?）。

實(shí)驗(yàn)時(shí)車(chē)間環(huán)境溫度為正常生產(chǎn)時(shí)的車(chē)間溫度，每組UV冰點(diǎn)油墨原墨墨量相同、粘度測(cè)量方式和測(cè)量?jī)x器及其它試機(jī)條件相同，包括水浴加熱設(shè)備。在對(duì)原墨進(jìn)行水浴加熱時(shí)所用的油墨容器為遮光容器，可以避免外界光線(xiàn)中UV光對(duì)油墨的影響。在對(duì)油墨進(jìn)行加熱時(shí)，溫度達(dá)到實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)停止升溫，進(jìn)行恒溫保溫操作，隨后進(jìn)行實(shí)試機(jī)生產(chǎn)。樣張效果評(píng)定時(shí)將各實(shí)驗(yàn)組印品樣張與標(biāo)準(zhǔn)樣張進(jìn)行比對(duì)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進(jìn)行分析。

4.2??數(shù)據(jù)分析

將各實(shí)驗(yàn)組的冰點(diǎn)油墨進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)情況，包括油墨粘度、撤黏劑用量、加熱溫度等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，表內(nèi)第一行1-8表示實(shí)驗(yàn)組別。

將UV冰點(diǎn)油墨粘度與水浴加熱溫度的變化通過(guò)SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以便掌握油墨粘度變化。分析結(jié)果如圖1所示。

由圖1得，隨著溫度的升高冰點(diǎn)油墨粘度隨之降低。但加熱溫度達(dá)100℃時(shí)，油墨粘度已呈流水狀，不能滿(mǎn)足凹印印刷要求，所以加熱時(shí)需要將油墨加熱到具有良好的流平性和印刷適性，加熱溫度對(duì)印刷效果的影響才能通過(guò)印品質(zhì)量體現(xiàn)出來(lái)。對(duì)照組1與8作為加熱100℃與30℃對(duì)照組，排除了極端溫度對(duì)油墨粘度的影響。通過(guò)對(duì)各可進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)組得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合印刷樣張與標(biāo)準(zhǔn)樣張比對(duì)結(jié)果，最接近標(biāo)準(zhǔn)樣張效果的組別為實(shí)驗(yàn)組3（80℃），實(shí)驗(yàn)組4（70℃），此時(shí)的油墨粘度分別為21"、24"。由于印刷樣張較多，本文選取部分樣張局部圖，如圖2和3所示。

上圖2和3通過(guò)水浴加熱后的冰點(diǎn)油墨經(jīng)印刷并固化成型后可以表現(xiàn)出冰花錘紋浮雕效果，整體版面效果可以滿(mǎn)足煙標(biāo)生產(chǎn)要求。綜合版面整體效果，實(shí)驗(yàn)組3的印品樣張表面冰花錘紋浮雕效果較添加稀釋劑時(shí)的效果有所提升，樣張如圖4所示。

5??影響因素分析

5.1 ?油墨因素分析

用于實(shí)驗(yàn)的UV冰點(diǎn)油墨由森慧公司提供，由于油墨采購(gòu)自商家，不排除商家在生產(chǎn)油墨時(shí)添加的少量各類(lèi)助劑，所以在對(duì)油墨進(jìn)行水浴加熱實(shí)驗(yàn)時(shí)，以無(wú)額外助劑添加計(jì)算。

5.2??撤黏劑因素分析

已有的煙標(biāo)產(chǎn)品，在添加撤黏劑后，冰點(diǎn)油墨固化成型后的印品版面效果已能滿(mǎn)足客戶(hù)要求，但存在可提高空間。加熱后的冰點(diǎn)油墨進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，冰花錘紋效果不僅能夠滿(mǎn)足客戶(hù)要求，版面效果還略有提高，還減少了各類(lèi)助劑的使用，更加符合產(chǎn)品及發(fā)展需求。

5.3 ?溫度因素分析

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出溫度可以影響冰點(diǎn)油墨粘度，油墨粘度隨加熱溫度升高而降低。在加熱溫度為80℃、70℃時(shí)油墨粘度可滿(mǎn)足上機(jī)要求，印刷生產(chǎn)的印品版面效果可達(dá)到煙標(biāo)生產(chǎn)要求。通過(guò)實(shí)驗(yàn)初步得到了可滿(mǎn)足產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度參數(shù)，在后續(xù)生產(chǎn)中可在70℃～80℃間進(jìn)行溫度調(diào)整，進(jìn)一步改善版面效果。但由于實(shí)驗(yàn)在恒溫車(chē)間內(nèi)進(jìn)行的，可以保持冰點(diǎn)油墨不受環(huán)境溫度影響，。因此，在后續(xù)生產(chǎn)時(shí)需根據(jù)已有溫度范圍并結(jié)合實(shí)際溫度情況選擇印刷效果最佳的加熱溫度。

6 ?結(jié)論

通過(guò)上機(jī)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了升高油墨溫度的方式可以降低油墨粘度，且印刷效果可以滿(mǎn)足客戶(hù)和生產(chǎn)要求，其中通過(guò)升高油墨溫度方式生產(chǎn)的印品版面效果更符合客戶(hù)要求。加熱溫度控制在70℃～80℃，油墨粘度控制在21?～24?范圍內(nèi)印刷效果最佳。由于上機(jī)實(shí)驗(yàn)油墨與正式生產(chǎn)油墨批次不同，所以油墨粘度需要隨油墨批次變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，在對(duì)油墨進(jìn)行加熱時(shí)需要根據(jù)氣候和室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使油墨溫度保持穩(wěn)定，不受外界因素影響。此外，某煙標(biāo)“凹印”生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)印刷成品檢測(cè)時(shí)，各殘留物檢測(cè)項(xiàng)中苯系物殘留量（0.000677?mg/m2）降低約91.54%，進(jìn)一步增強(qiáng)了該煙標(biāo)產(chǎn)品的衛(wèi)生安全性。

為顯著提高帶有表面浮雕效果煙標(biāo)的生產(chǎn)速度，在進(jìn)行凹印試機(jī)后得到了實(shí)際可行且有效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)對(duì)水浴加熱調(diào)節(jié)油墨粘度的方式和上機(jī)實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出在同等生產(chǎn)條件下，水浴加熱冰點(diǎn)油墨生產(chǎn)的樣張效果優(yōu)于添加撤黏劑油墨生產(chǎn)的樣張的結(jié)果。加熱油墨來(lái)降低油墨粘度的方法，減少了各類(lèi)助劑的使用，從而降低了助劑對(duì)浮雕效果在成型過(guò)程中的影響，提高了煙標(biāo)冰花錘紋的版面效果。各類(lèi)助劑用量的降低還有利于生產(chǎn)成本的控制，并為凹印浮雕效果油墨在凹印機(jī)上的應(yīng)用提供了一定參考。

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