國家環保部目前在著手修訂的《環境標志產品技術要求凹印油墨和柔印油墨》已經不再將溶劑型油墨囊括其中,即使企業已經將末端處理得精益求精,達到了企業當地環保部門的排放標準,也將不再符合環境標志產品技術要求,不能再申請十環認證,與綠色印刷的認定也無緣。我們大家知道,印刷不環保其實是因為油墨不環保。水性鐳射轉移膠
由于目前業界現存的油墨試驗規則是油墨企業承擔油墨成本,印刷企業承擔承印材料與相關一切成本,因此試驗成本的控制將主要落實在印刷企業方面。用盡可能低的成本,用盡可能科學的方案來選擇水墨,少走一些彎路,是大多數印刷企業的追求。目標是選擇環保型水墨,徹底走出VOCs排污收費的桎梏,恢復印刷業在環保方面的清白。方法是以印刷企業為主體,先實驗后定型,堅持環保與成本并舉,盡快完成測試,走向生產。措施是上機試驗前先用實驗室方法篩選,大限度地降低水墨中試的成本,縮短中試時間。鐳射轉移膠
我們將薄膜水墨實驗室檢測方法歸納為下述10項,即水墨附著力測試、初干長度測試、細度測試、黏度測試、顏色密度測試、pH穩定性測試、墨膜耐墨性與耐刮擦性測試、溶劑含量測試、墨膜縮孔性能測試以及表面張力測試。按順序分述如下。水性光油
1.附著力
首先必須搞清楚附著力如何檢測,如何判定?長期使用溶劑型油墨的企業一定知道用膠帶測試,高端企業甚至知道必須用3M600/610測試膠帶測試。為什么?因為這是用3M600/610膠帶的膠水對墨膜的黏合力同墨膜對薄膜的附著力在作比較,膠水的黏合力小于墨膜的附著力,則附著力達標,反之則不達標,判斷的根據就是看膠帶上有沒有粘下油墨或粘下多少油墨。因此,膠水的黏合力是一個測量指標,是一個非常重要的參數。不是所有透明膠帶的膠水都能作為判定標準,國際上通行的標準就是3M600/610。附著力不達標有兩種可能,一種是油墨同薄膜在樹脂上不相容,沒有黏合力。另一種是雖然有附著力,但墨膜太嫩,經不起膠帶的撕拉。油墨同薄膜在樹脂上的相容有兩個重要因素,首先是溶解性匹配,其次是潤濕性匹配。墨膜太嫩也有兩個因素,即油墨樹脂分子量不夠,因而墨膜強度不夠,或墨膜沒干透,因而殘留溶劑含量高,在水墨中即殘留水分高。水性鐳射轉移直鍍膠
水墨中承擔油墨在薄膜上附著的關鍵是水性乳液,水墨能否附著主要就是看水性乳液選擇得是否合理以及水墨形成墨膜后是否干透。由于薄膜凹印選用的材料一般分兩類,有極性薄膜與非極性薄膜的區別。在選用合適的薄膜凹印水墨時,初期不必苛求一種乳液對不同薄膜的兼容,專用的也行,但要切實可靠。
在附著力判斷中,1號絲棒的要求其實是對墨層厚薄的要求,為了干燥徹底,墨層薄一些為好,如果有0號就更好了。干燥條件對附著力很重要,干燥條件、干燥時間與是否需要熟成或熟成條件,其實考量的就是水性乳液樹脂的特性。在無法確認水性乳液溶解度參數的條件下,需要用時間來幫助判斷,一周乃至二周的等待時間。將判斷時間拖得這么長,其實是在排除干燥不透的因素,著重判斷水性樹脂同薄膜的相容性。切忌片面判定,對暫時還有瑕疵的水墨輕易否決,很可能意味著放棄機遇。
2.初干長度
初干長度是揮發性油墨干燥性能的有效表征,其定義與相關數據其實是針對溶劑型油墨的,凹印機上墨機構的特點其實也是針對溶劑型油墨的,但由于我們是在適合于溶劑型油墨的凹印機上印刷,印刷質量要求同溶劑型油墨一致,因此用溶劑型油墨的思路來評估初干長度是可行的,但參數必須不同。根據GB/T 13217.5-2008《液體油墨初干性檢驗方法》的規定:測量初干長度使用0~100μm深度的刮板細度計;計時30秒將油墨轉移到承印材料上,再測量長度?,F有凹印機上墨結構,采用溶劑型油墨的常規數值大約為10~60mm(25℃,30秒)。值得注意的是,水墨干燥劑技術與樹脂Tg技術無法用初干長度模擬,這牽涉到水墨的一些新技術。在表述水墨的一般技術時必須要為以后有效的新技術留下必要的口子。
3.細度
注意水墨細度,一般采用刮板細度計測定,但水墨的顆粒度比較小,一般情況下可以忽略。其實水墨不是越細越好,細度合適就可以,對細度高的水墨要注意以下兩個問題,即是否采用了染料和分散性好、但分子量過低的水溶性樹脂。通常,廉價水墨的顏料體系中會增加染料。另外,過細的染料會給水墨污水處理帶來一定的難度,且過細的顏料體系水墨說明水性溶液樹脂分子量較低,在選擇凹印水墨時必須警惕。同時,對于凹印水墨,還要注意構成色漿的水溶性樹脂同構成成膜樹脂的乳液樹脂的分子量,若二者差別過大,會形成水墨顆粒重新凝聚,從而形成凹印刀絲的風險。
4.黏度
黏度必須在合理的pH范圍內測定。高目標是開桶黏度與使用黏度基本一致。認為開桶黏度越高,調節印刷黏度可以多加水,從而降低油墨成本的想法是錯誤的。水墨黏度必須以凹印機上墨單元的特點與凹版特點而定,要求所有的水墨必須低黏度并不科學。
5.顏色密度
通常采用愛色麗分光密度儀測定顏色密度,凹印2號絲棒的儲墨量同傳統電雕凹版的儲墨量相差無多,根據密度儀數據可以判斷同色溶劑型油墨顏料比例的差距。顏色密度測定可以判定水墨價格是否基本合理,因為在水墨的各成本構成中,顏料成本高。另外,當工藝必須采用淺版時,必須要預測版深明顯下降后,顏色密度會有多大的變化。
6.pH穩定性
pH測試儀需在常溫下測定,測定水墨的pH值時必須確認水墨的樹脂胺化技術采用的基本類型。氨水價格低廉,但揮發快,需要定時添加以維持系統的穩定。而且氨水異味嚴重,屬水墨質量的控制重點。國家環保部環境標志產品已經將氨及其化合物的允許含量從10年前的3%調整到現在的1%,所以這個檢測很重要。有機胺價格稍貴,但揮發慢、穩定性好,實際使用時可以不必考慮pH值的測定,并要添加穩定劑補充。無機堿不存在揮發,但需要關注穩定性,尤其是水墨顆粒的重新凝聚。24小時、48小時以及72小時對pH值的測量以及判定,很有作用。
7.墨膜耐磨性與耐刮擦性
墨膜耐磨性與耐刮擦性表面上看是蠟乳液的問題,其實關注的是乳液樹脂的分子量與物理耐抗性。這在表印水墨與里印水墨的差別中有很大作用。一般情況下,采用平磨儀對耐磨性進行定量評估,采用指甲測定耐刮擦性,對其定性評估。
8.溶劑含量
HJ/T 371-2007《環境標志產品技術要求凹印油墨和柔印油墨》規定凹印水墨溶劑含量30%,柔印水墨溶劑含量10%,而GB/T 26395-2011《水性煙包凹印油墨》與GB/T 26394-2011《水性薄膜凹印復合油墨》的溶劑含量規定為30%,目前已通過專家組討論的環境標志產品新標準將溶劑含量限制在5%。以上這些告訴我們HJ/T 371-2007《環境標志產品技術要求凹印油墨和柔印油墨》從討論稿的溶劑含量5%如何變成了凹印30%、柔印10%?2017年修訂后的討論稿為什么又恢復到5%?估計這個博弈還會存在,我們必須要有清醒的認識。其實水墨中的溶劑在排污處理時比溶劑型油墨處理更困難,能耗更高,因為水的蒸發潛熱比溶劑要大得多。為了防止水墨用戶因為排污處理的高成本而偷排,也為了杜絕水墨印刷時因溶劑含量高可能對操作員工的影響,從根本上限制水墨中的溶劑含量是必然措施。