摘要：凹印油墨在煙包印刷中發(fā)揮著重要的作用，油墨的干燥性是影響煙包印刷質(zhì)量的重要因素。油墨的干燥性能研究是一個復(fù)雜過程，涉及物理、化學(xué)、流體力學(xué)以及表面處理等多方面的知識，同時又受承印物、油墨組成、印刷條件、印刷方式、印刷機(jī)械以及印刷環(huán)境等諸多因素的影響，本文主要是從油墨組成、承印物、印刷環(huán)境以及印刷條件等方面進(jìn)行探討，以期更好地控制油墨的干燥性能，提高煙包印刷質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：煙包印刷；油墨干燥；影響因素

我國在積極推進(jìn)煙草行業(yè)的國際化進(jìn)程中不僅嚴(yán)格限制卷煙中的各種有害物質(zhì)，而且對于煙包的綠色環(huán)保也提出了新的要求，在這種形式下，各煙包印刷企業(yè)積極推進(jìn)凹印油墨的應(yīng)用。油墨的干燥性能是影響煙包印刷質(zhì)量的主要因素，因此提高煙包印刷中凹印油墨的干燥性能對于煙包印刷質(zhì)量具有重大意義。本文以實(shí)驗(yàn)方法研究了凹印油墨的粘度、新加溶劑、以及環(huán)境溫度和濕度對其干燥性能的影響。

一、油墨的基礎(chǔ)理論

凹版印刷油墨又稱凹印油墨，是各種凹版印刷方式采用的各種凹版油墨的總稱。印刷時凹入于版面的圖紋部分上墨，將非圖紋部分的墨擦去或刮凈，然后進(jìn)行印刷。

凹版油墨大多是揮發(fā)干燥型油墨，連結(jié)料由固體樹脂和大量揮發(fā)性溶劑構(gòu)成，粘度很低。固體樹脂溶解在溶劑后，將顏料均勻分散在連結(jié)料中，油墨被印至承印物后，溶劑迅速揮發(fā)干燥結(jié)膜。在具有加熱干燥裝置的印刷機(jī)中，溶劑能迅速揮發(fā)干燥，所以可以對非吸收性承印物進(jìn)行印刷。

二、影響油墨干燥的因素分析

（一）溶劑對油墨干燥的影響

同一類溶劑，沸點(diǎn)愈低，揮發(fā)速度愈高；但不同類型的溶劑，沸點(diǎn)低，揮發(fā)速度卻不一定越高。

揮發(fā)干燥型油墨，主要成分是溶劑、樹脂和顏料，由于樹脂分子和顏料分子存在于油墨表層，溶劑分子和樹脂分子、顏料分子之間有強(qiáng)的牽引力，使溶劑分子難以向空氣中逸出，故油墨的揮發(fā)速度比溶劑的揮發(fā)速度低。不同的樹脂對溶劑揮發(fā)速度的減緩程度不同，溶解度愈大的樹脂，溶劑越難從中脫出。使用沸點(diǎn)不同的溶劑，調(diào)整油墨的揮發(fā)干燥速度時，油墨中的樹脂必須對選用的溶劑有一定的釋放性。避免在印刷過程中，溶劑脫出困難，印刷品上的墨跡干燥不良，易出現(xiàn)“背面蹭臟”的故障。

（二）.溫度對油墨干燥的影響

印刷環(huán)境的溫度升高，油墨的干燥速度加快。大約溫度每升高10°C，油墨氧化干燥所需的時間可以縮短一半。溫度升高時，物質(zhì)分子的化學(xué)活性增大，分子的運(yùn)動速度加快，可以提高連結(jié)料中溶劑的揮發(fā)速度，從而提高揮發(fā)干燥型油墨的干燥性及干燥速度。

在印刷速度一定的情況下。溫度還會影響油墨的粘度，而油墨粘度會影響墨層的厚度，印跡墨層過厚，會減少墨層與空氣的接觸，干燥速度就會慢。

（三）濕度對油墨干燥的影響

環(huán)境相對濕度偏高會阻礙油墨中醇溶性溶劑的正常揮發(fā)，導(dǎo)致墨跡干燥延緩；相對濕度過高時，還會降低油墨的粘性，影響印品圖文網(wǎng)點(diǎn)的還原質(zhì)量。

（四）油墨助劑對油墨干燥的影響

為了改善油墨的性能，通常會在油墨中加入一些助劑，主要有干燥劑、撤粘劑等，這些助劑對油墨的干燥都有一定的影響。干燥劑的特性主要取決于金屬部分，而有機(jī)酸部分使其發(fā)揮催干效果。干燥劑單獨(dú)使用或者用量過多時，都會使墨膜很快干結(jié)收縮，導(dǎo)致墨膜表面干燥而其內(nèi)部沒有完全干燥；干燥劑中含有錳等金屬成分時，經(jīng)過高溫烘烤很容易引起油墨變色；干燥劑中含有鉛、鈷等有毒重金屬，所以使用時要根據(jù)印刷企業(yè)的自身經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來衡量。另外，當(dāng)環(huán)境濕度較大時，干燥劑用量要適當(dāng)加大；以樹脂為連結(jié)料的油墨，干燥劑可以少加。

油墨中加入的撤粘劑對油墨干燥性也有影響。油墨的粘性主要是指油墨阻礙剝離的能力，使用撤粘劑主要是為了減少油墨的粘性，使油墨具有更好的流動性。在使用過程中也要注意其用量，在印刷過程中，過量的撤粘劑可能會阻礙空氣中的氧氣與油墨的接觸，如果印刷的速度不夠快，會降低氧氣與油墨的氧化反應(yīng)，最終延緩油墨的干燥。

三、油墨的改性實(shí)驗(yàn)（初干性、徹干性實(shí)驗(yàn)）

在對油墨進(jìn)行改性實(shí)驗(yàn)之前，首先進(jìn)行粘溫特性和溫濕度實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)得出環(huán)境溫度和濕度都能極大的影響凹印油墨的干燥速度。在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，油墨的干燥速度也逐漸加快，而濕度的增加卻不利于凹印油墨的干燥。在高溫高濕的條件下，油墨的揮發(fā)量明顯下降。也印證了高溫高濕的工作環(huán)境是造成油墨回粘的一個主要因素。適宜印刷作業(yè)的環(huán)境條件為：溫度23±2℃，相對濕度50%～65%。此時油墨揮發(fā)速率適中。通過以上兩個實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，解決油墨回粘現(xiàn)象最快速的辦法是從溶劑出發(fā)，通過對油墨加入新的溶劑，對其進(jìn)行改性實(shí)驗(yàn)。

塑料凹印油墨用溶劑分為醇、酯、苯、酮4類。

（1）醇類

常用的醇類溶劑有乙醇（酒精）、異丙醇、正丁醇等。乙醇和正丁醇多作為助溶劑使用，乙醇對某些樹脂的溶解性極好，尤其是對于染料；乙醇吸潮性極高，其溶解力會隨著含水量的增加而減??；其揮發(fā)極快，用量不宜過多。異丙醇能與水、乙醇、甲苯混溶。

（2）酯類

常用酯類溶劑有醋酸乙酯（乙酸乙酯）、醋酸丁酯（乙酸丁酯），酯類溶劑溶解力強(qiáng)，具有強(qiáng)烈的水果氣味，但價格偏高，常用于溶劑塑料凹印油墨中。

（3）苯類

常用的苯類溶劑主要有苯、甲苯、二甲苯等。苯揮發(fā)快，價格便宜，但毒性大；甲苯在稀釋比和揮發(fā)速度方面較理想，是塑料凹印油墨中應(yīng)用最為廣泛的品種之一。二甲苯揮發(fā)速度較甲苯慢，也是塑料凹印油墨中最常用的溶劑之一。

（5）酮類

常用酮類溶劑主要有丁酮（甲乙酮）、環(huán)己酮等。酮類溶解力很強(qiáng)，特別適用于高固體組分的塑料凹印油墨，有助于改善高固體組分的塑料凹印油墨的流動性和流平性，但氣味較難聞。

溶劑的揮發(fā)速度越大，油墨的干燥時間越短，油墨的干燥速度越快。但同時在加大溶劑前必須考慮到該油墨的色濃度是否變淺問題，即在同樣比例溶劑條件下，包裝印刷油墨的粘度也不盡相同。比如加入了30%的溶劑后，要考慮其溶解度、氫鍵力、揮發(fā)速率平衡及表面張力大小等等。

油墨中溶劑的揮發(fā)速度，不僅取決于溶劑的沸點(diǎn)，蒸氣壓等，還取決與操作環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)量、溶質(zhì)和墨層厚薄等條件。因此，應(yīng)根據(jù)條件的變化，隨時調(diào)整油墨中溶劑的揮發(fā)速度，在一般溫度下，如墨層干得過快，應(yīng)加入揮發(fā)慢的溶劑（如滬產(chǎn)74—92型塑料薄膜慢干稀薄劑）；反之，則加入揮發(fā)快的溶劑（如74—91塑料薄膜快干稀薄劑）。也可用二甲苯、乙醇和異丙醇混合溶劑來稀釋（三種溶劑各以l/3比例混合，使用單一溶劑不如混合溶劑好）。如果干燥太快，可適量用一些丁醇來代替部分乙醇（丁醇有增加黑色光澤的作用）。但千萬要注意加入量要適當(dāng)，以免影響印件的干燥。塑料薄膜凹版印刷用的溶劑，以醇類為主，配以苯類。醇類多用乙醇、異丙醇，苯類多用甲苯、二甲苯。由于硝化纖維的需要，也要加入酯類，如醋酸乙酯，醋酸丁酯。

總之力求油墨中的有機(jī)溶劑在收卷之前得到徹底揮發(fā)。適當(dāng)減慢車速，加大風(fēng)量。薄膜印刷后，松散地收放在鐵絲編制筐內(nèi)，使墨層得以繼續(xù)通風(fēng)干燥，固化后再行分切、制袋。薄膜印刷制袋后，輕包扎，豎放在紙箱內(nèi)，減少薄膜表面之間的壓力。這樣才可以有效的避免油墨回粘。

（一）實(shí)驗(yàn)環(huán)境

室溫：（25±1℃），濕度：（65%±5%），檢驗(yàn)時應(yīng)避開風(fēng)口處。

1、實(shí)驗(yàn)儀器及材料

玻璃棒一根，燒杯，秒表，刮板儀，80g/m2膠版印刷紙，濾紙若干張，油墨約200克，醋酸乙酯，乙醇，環(huán)己酮，二甲苯。

擦洗溶劑：不同體系液體油墨使用同系專用溶劑。調(diào)墨刀、秒表、水銀溫度計(jì)：溫度范圍0℃～50℃，分度值為0.1℃米制直尺：最小刻度值為1mm。膠輥：φ32mm，長100mm，邵式硬度為50度。0μm～100μm刮板細(xì)度儀。

2、實(shí)驗(yàn)方法

初干性：

（1）把刮板儀平放在桌上，取新開蓋的油墨約10克裝在燒杯里，加入醋酸乙酯1克。

（2）用玻璃棒將已加入醋酸乙酯的被測油墨攪拌均勻，然后豎直的提起玻璃棒，墨呈線條狀流下。

（3）雙手持刮刀，將刮刀垂直橫置在刮板上端（在試樣邊緣處），然后將刮刀迅速刮下，使墨樣充滿溝槽，立即計(jì)時。將刮樣紙一端與刮板的零刻線對齊，當(dāng)30s時把刮樣紙放平，用膠輥由刮板下端往上推，然后立即揭下刮樣紙。

（4）從0μm算起，用直尺度量未著墨跡的長度，以毫米表示。

重復(fù)（1）至（3）的步驟5次，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取其平均值。

（5）依照（1）至（4）的做法，測出加入乙醇，環(huán)己酮，二甲苯時油墨的初干性。

徹干性：

在一定的溫度、濕度的條件下，取一定量的油墨滴于刮板儀100μm處，使其充滿槽內(nèi)；用刮刀迅速刮下，用80.g/m2膠版印刷紙輕輕觸摸100μm處的油墨，如未干，則延長5s后再次觸摸；如已干，則提前5s觸摸，直到恰好干透為止；記錄下徹干的時間即位徹干值。

（二）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)分析：

①由表4-2，4-3可知，黑墨是四種油墨中干燥速度最慢的。所以以黑墨為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，在黑墨中加入新的試劑。

②由表4-4可知，新加入溶劑對油墨的粘度，干燥速度及各方面影響都很大，新加入的溶劑使得揮發(fā)速率變快。其中，加入乙酸乙酯溶劑的油墨揮發(fā)最快。說明加入揮發(fā)速率較快的溶劑可以幫助油墨更快的干燥。

③由表4-5可知，隨著新溶劑的加入，使得油墨的粘度降低。

綜上所述，新加入的溶劑可以改良油墨各方面性質(zhì)，有效的避免油墨回粘現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)論：

通過對溶劑、溫度、濕度以及油墨助劑對油墨干燥性影響的分析設(shè)計(jì)了油墨的改性實(shí)驗(yàn)，包括初干性實(shí)驗(yàn)和徹干性實(shí)驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)油墨在接近正常室溫條件下時，可以實(shí)現(xiàn)最佳煙包印刷效果，并非人們估計(jì)的溫度越低越好，而且通過墨溫控制，能夠在不影響印刷效果的情況下，減少油墨的消耗量（最多可達(dá)20%～30%）。由此，我們可以知道只需將油墨溫度略微下調(diào)，且針對不同種類的凹印油墨選擇不同的溶劑來改良油墨各方面的性質(zhì)，提高其干燥性能，有效的避免油墨回粘現(xiàn)象，中小型的印刷企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)減少油墨溶劑用量、提高煙包印刷質(zhì)量、降低成本等的目的。（作者單位：陜西省煙草公司安康市公司）

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