凹印水性油墨气泡的产生原因及解决方案

何凯，赵文智

摘要：凹版印刷作为印刷工艺的一种，以其印制品墨层厚实，颜色鲜艳，饱和度高，印版耐印率高，印品质量稳定，印刷速度快等优点，在印刷包装及图文出版领域内占据着极其重要的地位。由于在塑料薄膜印刷上，凹印的独到之处是柔印所无法比拟的，我国凹印油墨市场处于一个稳定增长期，很多厂商都看好塑料凹印油墨，尤其是水性凹印油墨的发展前景。水性油墨用水作为溶解载体，具有显著的环保安全特点，几乎不会向环境排放VOCs，这是溶剂型油墨所无法比拟的。这一独有的特点正在被越来越多印刷企业看好。然而，由于颜料在水性油墨中的分散稳定性差，因此需要添加助剂来改善，但这样会导致水性油墨印刷适应性、稳定性不良，从而在使用过程中产生一系列问题。其中最严重的便是气泡问题，会直接影响到印品质量。

关键词：凹印；水性油墨；气泡问题；原因；解决方案

1. 水性油墨概述

随着人们环保意识的增强，水性油墨已在国内外的包装印刷和商业印刷中得到广泛应用。由于水性油墨所具有的优良环保特性，目前发达国家和地区都在努力开发和使用水性油墨，以逐步取代溶剂型油墨。以水性油墨印刷为主要发展对象的包装印刷在国际上已经形成一种趋势。

1.1水性油墨的构成及其种类

水墨即水性油墨，亦称水基油墨。典型的水墨与传统的溶剂型油墨的根本区别是利用水（或水与极少的助溶剂——醇类物质）替代溶剂型油墨中的有机溶剂配制水性连接料，该连接料与色料（颜料或染料）及特定助剂复配而制成的印刷用墨。

水墨是一个组分十分复杂的混合体系，以丙烯酸类水墨为例，水墨的基本组成如表1所示。一般有机颜色的彩色水墨和黑色水墨（无机颜料炭黑）固含量35～45%；白墨（无机颜料钛白粉）固含量可能达到55%左右。

表1丙烯酸类水墨的基本组成

1.2水性油墨的优点

较之传统的印刷油墨，典型的水墨的连接料中，只含有水分，不含挥发性有机化合物，因此水墨与传统的溶剂型油墨相比，表现出一系列的优点，主要可归纳为如下几个方面：

①环保性

印刷过程中，典型的水墨，只排放水蒸气，不排放挥发性有机化合物，印刷场地及周边环境，不受有毒有害有机溶剂的污染，环境保护性能优越；

②安全性

水性油墨的安全性表现为两方面，一是消防安全，一是食品安全。典型的水墨，连接料中只有水而没有易燃易爆的有机溶剂，储存水墨的仓库及生产车间，均不会因为易燃易爆的有机溶剂的存在，导致燃烧、爆炸等事故的发生。

2. 凹印水性油墨气泡的产生原因

2.1油墨

①水性油墨使用水性树脂连接料和以水为主的稀释剂，水的表面张力和极性与有机溶剂有着较大的差异，加大颜料分散难度，必须使用表面活性剂类助剂改善树脂和水以及颜料和树脂的亲和力。理论认为，这些物质在受力运动中，相对于有机类物质更容易与空气进行交换，使气体进入运动的混合液中。

②消泡剂的使用可以消除油墨表面堆积的气泡，却无法消除油墨内部的气泡。

③油墨中的颜料对油墨中的气泡具有吸附作用。

④油墨制造工艺和材料的改进可以减少气泡的产生，但无法完全避免。

⑤印版等固体物质对气泡具有吸附作用，致使印刷品表面更易产生印刷质量问题。

2.2供墨系统

①油墨泵的功率、转速、叶片形状等因素，都会对气泡数量产生影响，在保证印刷供墨量的前提下，尽可能减少搅拌动作，以降低气泡数量，但不循环供墨，会导致油墨沉淀，分散不均匀，造成印刷色相不稳定。

②输墨管的管径要与油墨泵的功率及供墨量匹配，减少泵墨的冲击力度，可减少气泡的产生。

③不论是喷淋式供墨装置，还是浸泡式供墨装置，泵上去的墨短时间内会接触旋转的印版，可根据印刷车速计算出接触到刮墨刀的时间，在这么短的时间内，如果没有完全自然消泡的过程，刮墨刀就会直接挤破气泡，造成印品表面局部缺墨的印刷故障。

④为了保护印版并保证上墨量，上墨装置与印版直接接触或只能采用毛刷之类的软物质与印版接触，中间的间隙或接触的压力不足以完全挤破油墨中的气泡，而部分气泡被挤破后形成的缺墨部分，也无法及时补充油墨。

3. 解决方案

实际生产中遇到较大版面的水性哑光油墨印刷时，会出现严重的气泡问题，甚至无法印出一张合格品，油墨供应商的技术人员也无法解决。为此，我们计划对上述解决方案的初步计划进行实施改造，具体过程如下。

3.1碾压挤破气泡材料的选择

该材料需具备抗水、抗溶剂性能，且具有一定厚度与强度。经过对比分析，我们决定就地选材，选择厚度为0.125mm的片基，该片基不仅耐用，而且不会摩擦损坏印版。

3.2片基的安装位置及型式

不同印刷设备的上墨方式及机械结构有所不同，以我公司使用的尚邦GR830设备为例，考虑到碾压印版表面所覆盖油墨内气泡的力度和间隙、印版旋转的方向、碾破气泡处需继续补充油墨的情况，决定在上墨架的匀墨刀片下面和印版具有一定接触面积且力度较大的位置，加装自制筒状胶片。手动检测上墨效果与正常情况一致，预计可以正常生产。

3.3现场试验效果及改进措施

上墨架上安装好片基，开机验证气泡问题明显好转，只有零散气泡问题。经分析，仍需加强对吸附在印版表面气泡的碾压，并对碾破气泡处补充油墨，因此对上述安装的片基进行了改进，在固定匀墨刀片的螺栓处再加装筒状胶片，起到对碾破气泡处重新补墨的作用。改进后再次开机试验，不再出现气泡问题，顺利完成生产，该批次印品不合格率从改造前的100%降为改造后的0%。至此，基本确认改进后的气泡处理装置可以解决凹印水性油墨气泡问题。

结 语：

水性油墨用水作为溶解载体，具有显著的环保安全特点，几乎不会向环境排放VOCs，这是溶剂型油墨所无法比拟的。这一独有的特点正在被越来越多印刷企业看好。水性油墨在凹印领域的应用会越来越广泛，作为生产人员，我们必须熟悉水性油墨的印刷特点和印刷适性，了解水性油墨在印刷过程中的常见问题、产生原因及解决办法，掌握水性油墨使用注意事项，从而确保产品质量。

参考文献：

[1]时劲松，周国强.水性油墨的研究现状及其发展趋势[J].染整技术，2019.

[2]许东升.凹印水性油墨气泡的产生原因及解决方案[J].印刷技术，2021.

[3]李勇锋，陈昌杰，春胜利，张俊超.水性油墨在凹版印刷上的应用[J].塑料包装，2020.