油墨稀释方式对凹印冰花锤纹效果的影响研究

夏家良　王琪　何邦贵　郭力铭　马涛滔

摘  要： 确定温度对UV冰点油墨的影响，并找出满足印刷生产的加热温度。通过对照实验，验证不同加热温度对冰点油墨粘度与印刷效果的影响，通过SPSS软件进行数据分析，实验指标为冰花锤纹表面浮雕效果的成型效果。恒温水浴加热冰点油墨可以调节油墨粘度，加热温度在70℃、80℃时凹印冰花锤纹效果与丝印效果接近，此时油墨粘度在21?～24?之间，其中以80℃时整体版面效果更加符合生产要求。水浴加热冰点油墨的凹印效果可以满足目标烟标生产要求，为凹印生产冰花锤纹效果油墨粘度调节方式与类似烟标生产提供了参考。

关键词： 油墨粘度;凹印;浮雕效果;印刷;烟标

中图分类号： TS 805    文献标识码： 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

煙标是现代人对卷烟包装[1]的普遍叫法。80年代初期，人们还管它叫烟盒皮[2]、烟盒子、烟壳[3]，或叠成三角形叫“撇撇”等等。卷烟烟标多为纸质印刷品，在印刷生产过程中常通过添加各类助剂使油墨达到印刷要求，但在印品印刷过程中易出现VOC残留问题，为解决VOC残留问题，逐渐出现了水性油墨、UV油墨等环保性油墨。但部分油墨在使用过程中为保证印刷效果，仍会采用一些传统助剂对油墨印刷适性进行调节，所以在部分印品印刷及成品中会存在苯及其它助剂残留。在保持原有

印刷质量的前提下，对加热油墨来调节油墨粘度的方式对印刷效果与溶剂残留的影响进行研究，为凹印特殊效果油墨印刷提供一定供参考。

1  印刷浮雕效果

随着卷烟产品的发展，逐渐衍生出了品牌和种类繁多的卷烟产品，为满足产品发展和市场需求，出现了以特殊纸张生产的具有浮雕效果的烟标。自磨砂效果的应用取得成功后，又出现了凸字、皱纹、冰花、折光及珊瑚等印刷效果[6]，这些具有装饰性的印刷效果被称为装饰性纹理，也可称为装饰性表面浮雕印刷效果，所用油墨可统称为装饰性油墨[7]。装饰性油墨根据固化后效果的不同可分为冰花、折光、皱纹、磨砂等效果的特种油墨[8]。

1.1  存在问题

常见的烟标表面浮雕效果印刷是采用丝网印刷生产的，为控制印刷质量，丝印生产表面浮雕效果时生产效率受到较大影响。若仅通过丝印进行印刷生产，在达到目标产量时需较长时间，期间存在着诸多不稳定因素，包括套印不准、丝网版磨损带来的墨层厚度变化、油墨减少对刮板压力的影响、半成品烟标存放时间较长导致的纸张变形等。在某烟标“胶印+丝印”工艺的生产过程中，对印刷成品检测时，各残留物检测项中苯系物残留量（0.008004 mg/m2）虽然在规定范围内，但其数值仍然较高。

1.2  印刷工艺转换

因凹印工艺是现有印刷速度最快且技术成熟的烟标生产工艺之一，所以通过凹印工艺进行具有浮雕效果烟标生产。由于本文涉及的目标烟标已通过凹印进行印刷生产，生产时采用的油墨稀释方式为添加助剂，其版面效果可以满足生产要求，但存在改善冰花锤纹印刷效果的余地。在对原辅料不变时，需提出一种可以不添加各类助剂来调节冰点油墨粘度的调节方式。

2  油墨粘度影响因素

凹印因其良好的工艺特性，常被应用于烟标的印刷生产，但具备浮雕效果的UV油墨[12]原墨粘度高，不能直接用于凹印生产，生产前需要对油墨黏度进行调节，来满足生产要求。所以，需要对UV冰点油墨的油墨粘度及控制方式进行分析，用以配合凹印浮雕效果的生产。油墨粘度调节方式如下：

（1）添加撤黏剂[13]等助剂。在烟标印刷期间，调节油墨粘度的传统方法就是向油墨中添加撤黏剂，使油墨粘度满足印刷要求。

（2）油墨触变性[14]。触变性是分散体系流变学中一种特殊的现象，是指在搅动或其它机械力作用下，这些体系的粘度或切力随时间发生变化的一种流变现象[16]。利用油墨的触变性可以改变油墨黏度[15]，通过改变油墨的触变性可以调节油墨粘度，但是这种方式适用于墨路较长的胶印机，不适用墨路短的凹印、丝印等设备。

（3）温度。在实际生产中，油墨温度的升高会降低油墨粘度，對印刷效果造成不良影响，需要控制环境温度稳定，避免发生生产事故。因此，改变温度存在调节油墨温度的可能。

综合生产实际，现有BOBST凹印机不适合通过改善油墨触变性来调节油墨粘度，所以仅涉及添加助剂和温度控制。

3  实验材料和设备

实验材料：230 g/m2介质转移冰点纸;230 g/m2白卡纸;UV冰点油墨（森慧）;撤黏剂。

实验设备：BOBST 820H型凹印机;外置水浴加热设备;量杯;秒表。

4  实验

4.1  实验方法

为验证升高油墨温度对油墨粘度的影响，本文设计了一个对照实验，通过验证印品冰花锤纹效果，来判断温度对印刷效果的影响。

为验证温度对油墨粘度的影响，实验前对冰点油墨原墨粘度进行测量并记录，再进行油墨水浴加热实验，加热过程中记录加热温度、油墨温度及对应温度下油墨粘度。在设置实验组时设置对照组2组、实验组6组，实验组分别为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，结合生产实际情况油墨起始粘度为40?。油墨粘度测量时采用厂家自带量杯测量（厂家用量杯比生产用量杯慢2?）。

实验时车间环境温度为正常生产时的车间温度，每组UV冰点油墨原墨墨量相同、粘度测量方式和测量仪器及其它试机条件相同，包括水浴加热设备。在对原墨进行水浴加热时所用的油墨容器为遮光容器，可以避免外界光线中UV光对油墨的影响。在对油墨进行加热时，温度达到实验温度时停止升温，进行恒温保温操作，随后进行实试机生产。样张效果评定时将各实验组印品样张与标准样张进行比对，并将实验数据导入SPSS软件进行分析。

4.2  数据分析

将各实验组的冰点油墨进行上机实验，并记录实验情况，包括油墨粘度、撤黏剂用量、加热温度等实验数据。实验结果如表1所示，表内第一行1-8表示实验组别。

将UV冰点油墨粘度与水浴加热温度的变化通过SPSS软件进行数据处理，将实验数据导入SPSS软件进行数据分析，以便掌握油墨粘度变化。分析结果如图1所示。

由图1得，随着温度的升高冰点油墨粘度随之降低。但加热温度达100℃时，油墨粘度已呈流水状，不能满足凹印印刷要求，所以加热时需要将油墨加热到具有良好的流平性和印刷适性，加热温度对印刷效果的影响才能通过印品质量体现出来。对照组1与8作为加热100℃与30℃对照组，排除了极端温度对油墨粘度的影响。通过对各可进行上机实验组得到的实验结果，并结合印刷样张与标准样张比对结果，最接近标准样张效果的组别为实验组3（80℃），实验组4（70℃），此时的油墨粘度分别为21"、24"。由于印刷样张较多，本文选取部分样张局部图，如图2和3所示。

上图2和3通过水浴加热后的冰点油墨经印刷并固化成型后可以表现出冰花锤纹浮雕效果，整体版面效果可以满足烟标生产要求。综合版面整体效果，实验组3的印品样张表面冰花锤纹浮雕效果较添加稀释剂时的效果有所提升，样张如图4所示。

5  影响因素分析

5.1  油墨因素分析

用于实验的UV冰点油墨由森慧公司提供，由于油墨采购自商家，不排除商家在生产油墨时添加的少量各类助剂，所以在对油墨进行水浴加热实验时，以无额外助剂添加计算。

5.2  撤黏剂因素分析

已有的烟标产品，在添加撤黏剂后，冰点油墨固化成型后的印品版面效果已能满足客户要求，但存在可提高空间。加热后的冰点油墨进行上机实验时，冰花锤纹效果不仅能够满足客户要求，版面效果还略有提高，还减少了各类助剂的使用，更加符合产品及发展需求。

5.3  温度因素分析

由实验结果得出温度可以影响冰点油墨粘度，油墨粘度随加热温度升高而降低。在加热温度为80℃、70℃时油墨粘度可满足上机要求，印刷生产的印品版面效果可达到烟标生产要求。通过实验初步得到了可满足产品生产的温度参数，在后续生产中可在70℃～80℃间进行温度调整，进一步改善版面效果。但由于实验在恒温车间内进行的，可以保持冰点油墨不受环境温度影响，。因此，在后续生产时需根据已有温度范围并结合实际温度情况选择印刷效果最佳的加热温度。

6  结论

通过上机实验，验证了升高油墨温度的方式可以降低油墨粘度，且印刷效果可以满足客户和生产要求，其中通过升高油墨温度方式生产的印品版面效果更符合客户要求。加热温度控制在70℃～80℃，油墨粘度控制在21?～24?范围内印刷效果最佳。由于上机实验油墨与正式生产油墨批次不同，所以油墨粘度需要随油墨批次变化进行调节。此外，在对油墨进行加热时需要根据气候和室内温度进行调节，使油墨温度保持稳定，不受外界因素影响。此外，某烟标“凹印”生产过程中，对印刷成品检测时，各残留物检测项中苯系物残留量（0.000677 mg/m2）降低约91.54%，进一步增强了该烟标产品的卫生安全性。

为显著提高带有表面浮雕效果烟标的生产速度，在进行凹印试机后得到了实际可行且有效的实验结果。通过对水浴加热调节油墨粘度的方式和上机实验，并通过SPSS软件进行数据分析，得出在同等生产条件下，水浴加热冰点油墨生产的样张效果优于添加撤黏剂油墨生产的样张的结果。加热油墨来降低油墨粘度的方法，减少了各类助剂的使用，从而降低了助剂对浮雕效果在成型过程中的影响，提高了烟标冰花锤纹的版面效果。各类助剂用量的降低还有利于生产成本的控制，并为凹印浮雕效果油墨在凹印机上的应用提供了一定参考。

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