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【前沿】塑料凹印水墨新篇章!2019广东包协情报委年会

来源:包装前沿浏览数:69
文章附图

8月10日,由广东省包装技术协会情报委员会•《包装前沿》杂志社共同主办的“2019广东包协情报委年会暨软包装技术交流会”进入第二天的议程。

上午的会议有两大重磅内容:一个是紧紧围绕塑料凹印水墨的应用展开,从树脂配方到油墨应用工艺以及设备烘干效果的几大核心因素,对塑料凹印水墨进行了深入探讨,开启了行业对于水墨认识与应用的新篇章。另一个是关注软包装企业的风险规避,探讨企业如何安全、健康地发展。

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会议现场


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会议由广东包协情报委秘书长·《包装前沿》总编范军红女士主持


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巴斯夫(中国)有限公司产品开发高级经理夏建峰博士
介绍软包装印刷水墨应用进展以及工艺问题探讨
夏博士首先指出,全球各国环保相关法规的颁布与实施成为油墨水性化的推动力,油墨正向可持续方向发展。其中,塑料凹印水墨可谓是被行业寄予厚望,也始终争议不断。从树脂入手改善水墨性能,基本改善水墨印刷的流平性,并解决了脏版雾版、浅网转移等诸多问题。
夏博士详细分析了水性油墨和溶剂墨的不同,包括干燥、耐性、附着力、印刷适性、雾版、流平等种种不同,并给出了BASF水性油墨用树脂的解决方案。

比如为了解决水墨的印刷适性,如“复溶性”问题,可以通过树脂的选择和溶剂的搭配来实现;“浅网转移”通过树脂的选择和转移助剂来解决;“反粘”通过干燥程度、树脂的选择和油墨配方来控制;雾版通过选择刮刀和压力来解决。

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乳液的粒径和硬度对雾版产生明显的影响

同样,溶剂型树脂是均一相,流平性好;而水性是非连续相,流平挑战大。但是我们可以通过配方来调整流平性。

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配方调整前           配方调整后

流平不仅仅从原料的角度,从油墨配方的角度也可以解决。

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除了油墨配方,原材料的改进可以直接提高油墨的流平。
关于脏版和雾版,与调整油墨配方相比,树脂的调整更加直接。在不影响其它性能的前提下,通过调整树脂的复溶性以及其它性能,可以避免脏版,改善雾版。
油墨的浅网转移和树脂的复溶性相关,也和树脂之间的相互作用力相关。
因此,巴斯夫水墨解决方案的核心技术就是不断进步的树脂技术,包括:
RC技术:对复溶性有很大帮助;
自交联技术:能提高油墨的耐性,比如耐磨,耐搓,耐化学品(酒精等);
水性聚氨酯:对薄膜的附着力好;
聚氨酯/丙烯酸杂化技术:能结合丙烯酸(印刷适性)和聚氨酯(附着力和剥离强度)的优势等。

目前,BASF水性油墨产品已广泛用于柔版薄膜印刷,而专门针对亚太区市场开发的凹版薄膜产品,在各种薄膜底材上具有优异的附着力(OPP、PE、PET等),印刷适性优异(特别是复溶性),可与常见水性丙烯酸或者聚氨酯混用,油墨高耐醇 (20%~30%)。

巴斯夫在水墨领域的发力及研究成果,相信将极大地提升行业对塑料凹印水墨的信心。

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资深油墨专家张春明先生主讲软包装水墨技术判断与风险控制
一直以来,行业对水墨的定性、体系、使用门槛、印刷速度、使用标准等一直未能形成定论,为之争论不休。
张工认为,水墨印刷可以达到的速度,由印刷设备干燥系统、印刷版深、水性油墨性能、印刷工艺等决定;而水墨印刷添加乙醇并不仅仅是为了干燥,乙醇和水的比例应该是从0~100%都可以自由调配,决定比例的因素是油墨浓度、粘度和印刷速度;在水墨里面加氨水、乳液等材料是错误的做法,水墨完全可以不添加氨水,因此印刷后不会产生气味,也可以通过技术手段,印刷后立刻达到应有附着力,不用等24小时;虽然在实验室验证水墨印刷的产品用于水煮完全没有问题,但是仍然建议企业在最初使用水墨印刷时用于轻包装,2~3年后水墨技术更成熟,再考虑水煮、蒸煮的应用。
关于水墨还有很多问题,包括浅网转移、雾版、废水的处理等,这些问题都可以通过技术手段来解决,实际应用才是硬道理,企业应该在深入了解水墨的基础上,积极试用。
目前,对于软包装塑料凹印水墨,行业还是有一些认识误区,包括:
1、水墨中的乙醇依然不能完全解决VOCs排放
张总认为,从技术角度来说,醇溶、水性应该都可以解决排放问题,只是目前还没有明确的国家标准。
2、使用水墨印刷会降低印版寿命
张总认为,其实不是水影响印版,而是油墨的pH值影响,因为制版本身就抗水性。张总认为水比酸对印版的影响要小得多。张总曾经专门用白墨做过测试,对来自国内30多个厂家的钛白粉pH值进行了测试,几乎都在6.5以下,偏酸性或弱酸性。但最后张总也找到了pH值为7,呈中性或偏碱性的钛白粉。显而易见,使用弱碱性的原材料,有利于保护印版。
3、水墨印刷稀释比越高,使用成本越低
水墨1:1稀释还能不能印刷?这种理解是用溶剂墨概念理解水墨。我们用乙醇是调整使用粘度。1:1.5,1:2稀释都没必要。水墨印刷使用35um的版就可以,版浅,少用溶剂,才是减少成本。
4、水墨挥发速度快慢取决于乙醇含量
张总认为,水墨经过高温固化以后会降低印刷层水的残留:高温固化会好一些,不是因为水挥发出去了,而是水自交联成膜。如果水分多到影响胶水固化剂的时候,印刷就已经报废了。
而水墨推广的误区则包括:
过渡强调水墨干燥速度;
过渡提高水墨应用门槛;
模糊水墨应用范围;
缺乏实验数据和应用数据有效对接;(张总认为产品必须到市场验证。比如表现为堵版,其实是网点缺失。这些问题我们要如何发现并解决。)
过渡依赖水墨材料的技术支持;
缺乏对水墨材料的构成认知;
缺乏自身产品的标准鉴定。
张总认为塑料凹印水墨应该达到以下性能要求,我们专业研发要有自己的标准:
原墨粘度15-18s/涂4杯,1/2稀释粘度12-15s/涂4杯;(10~20m/min印刷效果同溶剂墨)
-10 ℃~40℃之间粘度变化±3s;(储存稳定性)
100%水或乙醇容忍度;任意比例互溶。
醇:水=1:1完全印版复溶性;
稳定的醇水均衡挥发速度;
原墨不易燃;
印刷网点扩散率20%以内;(印刷网点应该不扩散,但水墨网点扩散是通病)
印刷后30min达到耐水要求。
张工认为,水墨核心技术包括:表面张力控制防扩散及均衡挥发干燥技术。
软包装水墨的风险控制包括:
使用硬度较高的印刷压辊;
印前保证印版彻底清洗干净,印刷过程中尽量不要洗版;
尼龙膜印刷要保证彻底干燥。
水墨生产过程中,通过大量的助剂添加,降低水墨表面张力,导致印刷膜遇水胶和无溶剂复合时涂胶不均匀,出现复合白点。同时耐水性降低,造成水胶溶解墨层。
刻意通过提升烘箱温度提高干燥速度会适得其反。
张工介绍了WB系列表印水墨应用实例、WP系列水墨应用实例及WF系列复合水墨应用实例,指出水墨应用的核心技术在工艺

水墨的量化应用已经成为大势所趋,水墨企业应以无愧的态度面对自身,以诚恳的态度面对客户,以负责的态度面对社会。软包装印刷企业水墨的初步尝试应该从彩墨开始


张工的分享得到参会代表极大的关注,随后现场进行了自由问答交流交流。
1、江门辉隆许总:水墨从表印开始发展,现在用到里印遇到的最大的问题是要和胶水复合。许总建议大家到辉隆一起尝试,水墨印刷后用挤出复合,规避水墨与聚氨酯胶水之间的问题,解决水墨印刷后的复合问题。
2、印刷完后洗版有没有更好的办法? 洗版废水怎么处理?
张春明:我们的生产线没有一滴废水流出。关键一点就是不要用洗版液洗版。我们是把醇水按比例调配用来洗版,洗完后放入墨槽继续使用,对第二次印刷的粘度没有影响。
3、烘箱需要改吗?现在设备可以用吗?洗版水直接加油墨,颜色会不会变得很奇怪?
张春明:如果不计较印刷速度的话,什么都不必动。如果想尝试的话,可以先用溶剂版试一试水墨。在没有条件的状况下,先控制后期风险。然后再慢慢试着改烘箱、改版,去一步步提升。
醇水溶液洗版后再加入油墨,算一种稀释剂加进去,不会影响印刷效果。第二次印刷的时候少加一点溶剂就可以了。



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江阴市旭高机械有限公司董事长巫海荣主讲
“烘干、节能两不误——影响水墨印刷烘干效果的核心因素”
江阴旭高研发的XG-SM 十色电子轴水墨印刷机,设计之初是用于溶剂型油墨印刷的,但是因为采用了旭高自主研发的节能环保加热烘箱(专利号:ZL 2018 2 0931513.8),达到了水墨印刷的烘干效果,并且可以节约能耗40%,为软包装行业塑料凹印水墨应用提供了一个全新的解决思路。
巫总对影响水墨印刷烘干的五大要素进行了详细分析:
1、温度对烘干效果的影响(无风静态分析)
温度影响了水的饱和蒸汽压,温度越高,饱和蒸汽压就越大,也就越容易烘干。在静态时,温度越高越容易烘干,风机风压在温度对烘干的关系中的影响可以忽略不计,如果要有影响的话,就是风机风压越高越不容烘干。
2、风速和风压对烘干效果的影响(有风动态分析)
当液相和饱和蒸气相平衡共存时,在单位时间内,从单位液体表面蒸发出去的分子的数目(蒸发的分子通量)应该和在单位时间内凝结到单位液体表面的分子的数目(凝结的分子通量)相等。
要达到烘干效果,就要打破这个平衡,通过空气的流动把液体表面蒸发出去的分子吹走,降低表面的分子浓度,达到在静态时和通过负压的方式一样的效果。
理想状态就是风速足够高时,表面的分子全部吹走,在任何温度下都和沸腾一样的效果。
3、烘箱长度对烘干效果的影响
印刷时,材料在烘箱的停留时间很短,要加长停留时间就要加长烘箱长度,但在实际情况下,凹版印刷机每个色组的烘箱长度是受限制的,并且烘箱长度越长,走料长度就越长,对套印精度影响很大。
4、单位面积上墨量对烘干效果的影响
如果提高油墨的固含量,减小制版深度,同样的产品单位面积上墨量(固含量)2gsm,油墨固含量40%,溶剂含量60%,湿墨量需要上5gsm,那么只要在0.6秒的时间把5*60%=3g的溶剂挥发出来,烘干就容易得多。
5、烘箱回风的利用
如果能够充分利用回风的原理,可以节约很多电费。
比如一台风机风量4000m3/h,选择回风60%,回风温度45℃,那么空气从20℃加热到50℃,只需21.5度电,节约50%。
如果回风60%,回风温度75℃,那么空气从20℃加热到80℃,只需要38.7度电,节约61.3%。
但是我们还要考虑到使用回风后,溶剂浓度增高会影响烘干,因此不能无限加大回风。
总的来说,巫总认为,影响烘干效果的核心因素只有一个,那就是溶剂的饱和蒸汽压。只要我们通过使用合理的烘干温度和合理的风速来打破液相和蒸气相的平衡,并且使用合理的回风量,就能做到烘干和节能的两不误。
针对无溶剂复合核心的混胶配比问题,巫总还介绍了一款可以解决出胶刹那混配不均的问题的混胶头技术。

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深圳市新达管理咨询有限公司总经理马国栋
主讲软包装企业经营的风险规避
现金压力、市场萎缩、同质化竞争、环保督查、急需转型、应收账款、招工难、利润微薄••••••软包装企业的发展面临非常多的挑战。但这些挑战是整个行业都面临的,因此反而是可预计的、可控的。企业更应该防范的是不可控风险,提高企业的生存抗压能力。
马总在会上深度解析了软包装企业经营的四大风险及规避法则,包括企业资产配置风险规避(软包装企业的财务风险、软包装重型资产的配置、软包装企业融资风险)、市场匹配归类风险规避(软包装品类集中风险、软包装市场规则的风险、软包装市场管理的风险)、新老交替的风险规避(企业成长存在的文化差异、新老交替的人才储备、人情与规则的风险)、企业转型升级风险规避(软包装转型升级深度理解)等。
比如,对于市场匹配归类风险规避,马总就介绍了一组很有意思的数据:
食品类包装市场占比:66%,但客户逾期情况也占到61%;
日化数包装市场占比:13%,客户逾期情况:53%;
工业数包装市场占比:4%,客户逾期:20%;
医药包装市场占比:17%,逾期情况:25%。
通过这组数据对比,软包装企业应该如何调整自己的产品种类占比让自己的风险降到最低呢?
再看看市场应用发展,2013~2019年间,全球软包装市场年增长率达到4.93%。全球软包装市场市值由2012年的738亿美元上升至2018年的996亿美元。就应用市场而言,食品包装占据最大份额,而医药包装市场则增长最快,2013~2018年期间,年复合增长率达7.1%。
在市场管理的方面,软包装企业主要有以下风险:
价格:市场开拓不足,业务能力相对薄弱,单纯依托价格;
品牌:企业品牌经营弱,单一性的依托,导致市场成长被动;
人员:能够进行内部核心技术的创新与改良的技术人员欠佳或者说很薄弱;
资金:可预知抗风险很差,逾期导致资金回笼风险大幅度提高;
场地:对于高端客户而言验厂是一个非常大的障碍;
管理:现场管理的持续性差,也就是长久的执行力度或者说流程巩固弱。

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