1 前 言 我國的軟包裝技術發展迅速，水平不斷提高，制作的軟包裝材料款式多樣，其中復合軟包裝材料現已成為國內較成熟的主要包裝材料之一。如使用的薄膜基材就有PET、BOPP 、VMPET、VMCPP 、PE、CPP 和AL 等，未來軟包裝的趨勢向著高阻隔性、耐高溫蒸煮性的方向發展。特別是食品、藥品等的外用軟包裝材料，更要求有高溫殺毒、環保衛生等高性能，這樣就要求有符合如此高性能條件的、適用于高溫耐蒸煮的復合印刷油墨與之相配套。于是，高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨應運而生。
2 高溫耐蒸煮凹版塑料復合 油墨及其特性 高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨系用有關的氯醋樹脂、特殊聚氨酯作連結料，加入一系列的特殊助劑和有機溶劑，配以有耐高溫性能的有機顏料經均勻攪拌、分散研磨、調粘對色而成。它適用于低速至高速塑料薄膜里面印刷，基材一般是PET、BOPP、NYLON（尼龍）和鍍鋁膜等復合塑料薄膜。印后的產品既可用于普通的復合工藝，更適用于高溫蒸煮的復合工藝，墨膜溶劑殘留量低、無臭無毒、環保安全，可用于食品和藥品的包裝，符合衛生要求。 高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨有以下幾點特性： ① 附著牢度高，適用于多種印刷薄膜； ② 粘度低、流平性好、固含量大、顏色鮮艷、色濃度高、網點重現性佳，適用于層 次版的套色印刷； ③ 印刷適性優良，油墨轉移性佳，適用于不同的機速和版深； ④ 印品能耐高溫蒸煮，一般單組分使用時可水煮達（90～100）℃、高溫蒸煮達（100～ 120）℃；雙組分印刷時加入3%～4% 固化劑可提高油墨印品的耐高溫性能、成膜性能、印刷適性、復合牢度等。
3 配方設計注意要點 3.1 連結料的選擇 經驗油墨的粘度、流動性、干燥性、轉移性、光澤度和固著性等性能主要由連結料所決定，其耐酸堿性、耐高溫蒸煮性等特性也與連結料的性能密不可分。因而高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨配方的開發重點就在于有關連結料的研究和選擇。 目前能夠適用于高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨配方的連結料，提高油墨身骨的樹脂只有氯醋樹脂和聚氨酯樹脂。氯醋樹脂實名為氯乙烯（VC）和醋酸乙烯（VAC）的共聚物，它實質上是干燥的漆基，在配方中所含的揮發性有機溶劑蒸發后即形成薄膜。在高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨配方中，一般選用成膜后具有高韌度、有持久柔順性、抗磨耐損性、低水溶脹性、低透氣性、耐高溫蒸煮性等特點的氯醋樹脂。由于凹版油墨應用在各種不同的塑料薄膜基材上，這些塑料薄膜表面光滑，因此，在油墨配方中選擇該類型的氯醋樹脂時，應考慮氯醋樹脂分子中帶有羧基（— COOH）的一類，因此類氯醋樹脂在表面光滑的基材上表現有很好的附著力，尤其是對鋁箔等基材。所以，含有羧基的氯乙烯和醋酸乙烯以及二元羧酸的三聚物（即是三元氯醋樹脂）是高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨配方中必不可少的連結料之一。酮類、酯類和氯化烴類是含有羧基的氯醋樹脂的常用溶劑，油墨用的三元氯醋樹脂一般是先用丁酮、異丙醇、醋酸乙酯、甲苯等混合溶劑配成固含量為20%左右的氯醋樹脂液，用卡侖桶或儲油罐存放待用。 聚氨酯塑料(PU)，化學名稱為聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料，它是聚氨酯單體樹脂液與聚醚多元醇或聚酯多元醇經催化劑及其它助劑反應而得的泡沫塑料，按原料的組分不同，分為聚醚型和聚酯型兩種，并有軟質和硬質之分。油墨配方中所用的聚氨酯樹脂液只是以上所說的聚氨酯塑料（PU）的單體成分，經過改性并配以酮類和酯類等有機溶劑，固含量一般為30% 左右，無色或淺黃色透明粘稠狀液體。作為油墨的連結料，該類聚氨酯樹脂液分子中一般含有- NCO 基團，分子的聚合度較少，但是分子結構復雜，種類繁多，其中的簡單單體就有甲苯二異氰酸酯（TDI），二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI），多苯基多次甲基多異氰酸酯（PAPI），三羥基聚醚（甘油聚醚）。市面上出售的油墨用聚氨酯連結料，就是經過改性的聚氨酯單體樹脂液，引進一些重要的分子官能團，使其成膜后具備各種優異的性能。特別是與某些固化劑（主要成分為聚醚或聚酯多元醇化合物）反應后能生成性能各異的墨膜，如具有軟質、較高的拉伸強度、較好的耐油耐溶劑性、優異的絕熱和阻隔性等；特別是耐高溫蒸煮性，是在設計高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨配方時，要考慮選用該類聚氨酯樹脂液作主連結料的主要因素。 在選擇油墨用的聚氨酯樹脂液時，要求做成的油墨具有與塑料薄膜優異的粘結性，墨膜有很好的耐熱耐水煮性，溶劑釋放性好、殘留量少，對顏料的潤濕性良好，光澤度高等性能。現市面上出售的油墨用聚氨酯樹脂液，主要組成部分多數為聚氨基甲酸酯化合物、異丙醇、丁酮、甲苯等，外觀為無色或淺黃色透明粘稠液體，固含量一般為25%～35%；在油墨配方中添加量通常為35%～45%。 3.2 顏料的選擇 高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨對顏料有一系列的特殊要求：①顏色要鮮艷；②光澤度要好；③著色力要高，這是衡量顏料使用意義和經濟價值的條件；④透明性和遮蓋力要好，根據油墨用途的不同，對顏料的透明性與遮蓋力有不同的要求；⑤吸油量要小，這樣才能使油墨濃度易于提高，墨性容易調節；⑥潤濕分散性要好，顏料在油墨連結料中的分散能力直接影響到制備油墨的成敗；⑦其它物化性能，如耐光、耐熱、耐溶劑、耐酸堿、耐遷移等各項性質兼而有之的顏料很少，只有根據應用方面的特殊要求，選擇合適的品種。 高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨用的顏料首先要耐溶劑，其次要有耐高溫蒸煮性，能承受160℃以上高溫而不分解變色。按照標準，油墨中應用的黑色顏料全部是炭黑；白色顏料多數選用金紅石型鈦白粉；色墨則要有條件地試驗選用，例如經過顏料化處理的縮合偶氮類、苯并咪唑酮偶氮類、酞青藍和酞青綠等，它們都能經200℃高溫而不變色。 3.3 潤濕分散劑的選擇 顏料的潤濕分散是高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨制造技術的重要環節，把顏料粉碎成細小的顆粒，均勻地分布在油墨的連結料中，以期得到一個穩定的懸浮混合體系。油墨中的顏料分散相當復雜，一般認為有潤濕、粉碎、穩定三個相關過程。潤濕是指用樹脂液、有機溶劑或添加劑，取代顏料表面上的吸附物如空氣、水分等，即由固/氣界面轉變為固/液界面的過程；粉碎是指用機械力把凝聚的2次團粒分散成接近一次粒子的細小粒子，構成懸浮分散體；穩定是指形成的懸浮分散體在無外力的作用下，仍能處于分散懸浮狀態。潤濕分散劑實質是一種特殊的表面活性劑，對顏料兼備 潤濕和分散兩大功能。它的潤濕分散作用就是降低物質的表面張力，使表面活性劑的分子吸附在顏料的表面上，從而產生電荷斥力或空間位阻，防止顏料產生有害的絮凝，使分散體系處于穩定的懸浮狀態。高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨用的分散劑一般為陰離子型的表面活性劑，它的主要成分為碳酸酯或者特殊的金屬鋁鉻合物，淺黃色或黃棕色液體，是油溶性分散劑，改善顏料在油墨中的分散性能，防止油墨中顏料的溢流和變色，提高色濃度和展色力，增強墨膜與塑料薄膜的附著力和復合牢度。 3.4 蠟粉的選擇 高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨配方中通常要添加一些特別的蠟粉，它能為印品墨膜提供優良的抗磨抗刮性，防粘和增加油墨的流動性，提高印刷適性和改善后加工性能等。由于蠟粉顆粒直徑在5m左右，比顏料粒子直徑和墨膜的厚度大，因而蠟粉顆粒能突出墨膜，使墨膜表面粗糙。當塑料薄膜印刷上油墨收卷長時間放置時，粗糙的墨膜有利于防止背面粘連，也有利于在后加工的膠水均勻涂布，增強復合牢度。在油墨中加蠟粉，還能消除在高速印刷過程中油墨容易脫落在滾軸上的弊病。 高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨配方多數要選用熔點高、硬度強的分子直鏈型合成聚乙烯蠟，有前加和后加兩種方式，一般添加量為油墨總重量的1%～2%。正常情況下是在油墨研磨前加入，有利于分散和提高流動性，注意研磨溫度不要過高，以免蠟粒子發生變形和凝聚，影響性能。也有配以樹脂和有機溶劑做成膏體，在做墨的調粘對色階段添加，但是這樣做就要防止某些滲透力強的有機溶劑溶解蠟粒子，產生再結晶而返粗，失去應有的性能。 3.5 抗靜電劑的選擇 凹版塑料油墨在高速印刷時，由于積聚靜電會引起偏移、模糊、斑點、胡須、邊緣排斥等問題，嚴 重時甚至會發生火災、爆炸等惡性事件。因此在油墨中添加抗靜電劑，就是為了降低在印刷過程中塑料薄膜表面電阻，消除靜電以解決印刷中出現的上述問題。塑料和油墨中一般選用陰離子型的抗靜電劑，包括高級脂肪酸鹽、烷基磷酸酯鹽、烷基硫酸酯鹽和磺酸酯鹽等，該類型的化合物能溶于水、酮類、醇類、苯類等有機溶劑，商品是以含有活性物30%～60% 不等的有機溶劑水溶液出售。高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨主要是選用磷酸乙酯的異丙醇溶液作為抗靜電劑，加入量占油墨總量的0.1%～0.3%，對墨性無任何不良影響。 3.6 附著力促進樹脂和氣相二氧化硅粉末的選擇 在聚氨酯和氯醋樹脂的油墨體系中，由于氯醋樹脂本身的柔韌性不夠，需要使用附著力促進樹脂來提高其柔順性。高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨配方中就要添加一些改性的氯化聚丙烯樹脂液，其固含量一般為20%左右，提高聚氨酯油墨在塑料薄膜上的粘著力，增強分散效果和流動性。氣相二氧化硅粉末，也叫啞光粉，一般經過有機表面處理，分散容易。它在高溫耐蒸煮凹版塑料復合油墨中的作用是： ① 防止顏料沉降，保持油墨的長期流變性能和細度； ② 改善油墨在上機印刷時墨膜的流掛性能，防止水紋的產生； ③ 也能像蠟粉一樣，有利于膠粘劑的均勻涂布，提高復合牢度。 3.7 有機溶劑的選擇 塑料凹版油墨主要是靠溶劑揮發干燥成膜，當油墨被印刷在承印物表面上時，由于溶劑揮發，墨膜厚度降低并收縮。油墨溶劑揮發成膜主要分為兩個階段： 第一個是“濕階段”，受表面層控制； 第二個是“干階段”，溶劑揮發速率受溶劑在整體墨膜里面擴散所控制。 有真溶劑時，保證樹脂和其它聚合物的充分伸展并相互作用，流平性好。若真溶劑揮發過快，殘留溶劑中只為助溶劑時，聚合物分子就傾向于形成緊密的卷曲，甚至析出。尤其重要的是溶劑揮發引起吸熱冷卻和聚合物濃度上升，使墨膜的表面張力提高，產生溶液自低表面張力區向高表面張力區流動，這就是峰窩流，易產生“桔皮”和浮色現象，所以保持必需量的真溶劑是保證墨膜流平性的重要條件。 對聚氨酯和氯醋樹脂的油墨體系來說，甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、丁酮、異丙醇是常用溶劑外，還要選擇甲基異丁酮、乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚等特殊性的有機溶劑。其中苯類和醇類對聚氨酯和氯醋樹脂來說只是助溶劑，酮類和酯類雖是真溶劑，但是揮發速度太快。因而還要采用甲基異丁酮、乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚等特殊的溶劑，調節揮發速率和溶解度，增強混合溶劑的色散力，提高溶解參數，使油墨始終呈現一個良好的流體狀態，保證印刷工作的順利進行。
