在数字化过程中发挥重要的作用


　　最近在胶印领域呈现的特征有：①卷筒纸印刷和单张纸印刷的差别化；②生产的高效化；③环境保护；④数字化。


　　在卷筒纸印刷业方面，正如海德堡·哈利斯公司的Sundy press所代表的，各公司均在公布了超高速胶印轮转机的同时，印刷品质也有提高，原来为单张纸印刷机印出的印刷品，也可以用更高速度的轮转机来印了。


　　另一方面，单张纸印刷也正向小批量、多品种、高级印刷的领域拓展。尤其是在经济滑坡的情况下，客观上就会要求降低印刷成本、减少操作人员、缩短交货期，同时要求印刷机，油墨以及印刷方法都讲究效率。


　　此外，从世界动向来看，可举出改善作业环境、保护地球环境以及数字化等特点。


　　在这种情况下，无水平版印刷由于不使用润版药水，具有印刷上的稳定性，适合于高精细线，加上不需熟练工，又能保护环境清洁等，作为非常理想的方法，引人注目。不久前，海德堡公司的Quick Master-DI也采用了直接制版方式的无水印版，预计在今后的数字化潮流中会起到重要的作用。


　　不过，无水印刷并非都是优点。印刷时由于不使用润版药水，会因摩擦热导致油墨软调化，容易发生起脏。为防止这点，通常比起一般的胶印油墨；稠度设定要高，从而使着墨性、套印性、光泽等都不易达标。为了解决这些问题，下面谈谈作为油墨制造厂应采取什么对策。


　　


　　无水平版印刷的原理


　　有关无水平版印刷为什么在不用药水而不起脏来完成印刷的原理，可以设想有表面能量模式，扩充润湿模式，WFBL理论(Weak Fluid Boundary Layer模式)等。一般地说，多用Gaudioso等人发表的WFBL理论来作解释。


　　这种理论是油性油墨中所含的碳氢系溶剂被非图像部分的硅橡胶所吸收，以覆盖硅橡胶表面的状态形成WFBL(境界液膜层)，这里成为隔断面用以防止着墨(见图1)。

图1 WFBL理论


　　基于这个设想，其要点有如下3点：


　　①油墨是否具有适度的凝聚力?


　　②溶剂是怎样脱离油墨的?


　　③溶剂又是如何迅速地润湿硅表面的?


　　为了将事情说得令人容易理解起见，不妨想像一下溶剂渗透过的海绵，无水用的油墨正如这个海绵，如何技巧地驱出这个溶剂，并且又该怎样使这溶剂恰好地润湿硅面，的确是非常重要的技术。


　　


　　无水平版用油墨的课题及解决途径


　　无水印刷是将平版印刷中最令人头痛的润版药水问题排除，可以说是划时代的印刷方法。为了推广采用这种颇具魅力的印刷方法，作为油墨制造厂必须改进的课题是：


　　①提高实地的着墨性、光泽和套印性；


　　②改善从亮调到中间调的不匀现象；


　　③提高纸张适性，特别是使用低级纸的纸张拉毛和纸边起毛现象需要防止。


　　为了解决上述课题，采取下列步骤对油墨进行了开发。


　　1.提高抗起脏性


　　在改善油墨品质的同时，如果发生抗起脏性降低，则毫无意义了。于是，根据溶剂的情况探讨能够保持抗起脏性的素材。正如图2的图示，可以看到各种溶剂和无水印版非图像部分的硅面的接触角变化。从上述WFBL理论来看，油墨中所用的溶剂能够在硅面上迅速润湿匀开，便可防止粘附油墨和有效地保持抗起脏性。从这个设想得出，a-烯系溶剂和环烷系的AF溶剂化起含有较多无芳烃成分的6号溶剂，对硅面表现出低的接触角，可期待于它保持较高的抗起脏性。

表1 各种溶剂的类别和沸点的范围

溶剂名	类别		沸点范围（℃）
6号溶剂	不含芳烃·烷烃系溶剂	O	294～345
AF－5号	环烷·烷烃系溶剂	X	279～307
AF－6号	环烷·烷烃系溶剂	□	302～321
－	a-烯系溶剂	●	270～301

* 此表与图2有关




图2 各种溶剂和非图像部分硅面的接触角


　　2.提高着墨性


　　图3是对吸油速度不同的3种用纸的油墨转移性，用来对比无水油墨和大豆油墨的效果。所谓大豆油油墨是以美国为中心，为了环境保护(降低VOC)才使用，是用大豆油取代溶剂制成的油墨。鉴此，与通常的高固化油墨或无水油墨相比，固化程度慢这点是个问题。但是，从这个实验结果来看，油墨的转移性不错，其结果，实地部分的着墨性很好，亮调部分的调子较匀等是优点。




图3 用纸的吸油速度和油墨的转移率


　　通常的高固化油墨和无水油墨，因溶剂向纸面的渗透快，在向纸张转印之际，在比较靠近纸面的部分，墨膜有断离的现象，与此相比，大豆油墨则因渗透慢，油墨的断离面变成在更接近橡皮布的部分，等于是使较厚的墨膜转印到纸面。


　　在表2中，说明在上述实验中，溶剂和植物油对各种用纸的吸油(渗透)速度。从表中可以看出，a-烯系溶剂对用纸的渗透性较其他溶剂要快得多。


　　图4所示是对照3 a-烯系溶剂、AF-6号、6号溶剂等各种溶剂和油墨的转移率。为了使油墨不受粘度的影响，都调整成同一粘度。从图上可以看出，油墨的转移率与所用溶剂对用纸的渗透速度有一定联系，愈是渗透速度慢的溶剂转移率就愈高。




图4 使用溶剂的种类和油墨的转移率


　　在提高着墨性的基础上，溶剂的作用是非常重要的，对固化性、起脏性要进行充分研讨之后，再设定溶剂的种类和植物油的量是必要的。


　　3.要提高光泽


　　无水油墨的另一个大课题，可以说是提高光泽的问题。油墨较硬，又因为不使用润版药水，不存在因乳化而产生粘度下降的问题，故油墨的匀开性比通常的胶印油墨要差。


　　这里重要的是树脂的结构，图5上表示树脂的分子量和溶解性的关系。一般地说，如图5所示，树脂的分子量一旦增高，溶解性便下降，抗起脏性虽有提高，但流动性降低，光泽亦差。反之，分子量降低，溶解性便增高，流动性有所提高，光泽亦跟着改善，但抗起脏性降低了。


　　在油墨制造厂和树脂厂家合作开发的情况下，在研讨了树脂中的苯酚比率和苯酚的种类之后，终于可以获得高分子量且高溶解性的树脂，在维持抗起脏性的情况下，提高了光泽和流动性。


　　4.低粘度化和高流动性化


　　近来，无光泽涂料纸，再生纸均有增加，全世界都发生用纸不足，故许多国家进口量有所增加，纸质也有改善。另一方面，为提高生产性，印刷速度加快了很多，造成容易发生纸张拉毛和堆墨的现象。无水平印由于不使用润版药水的关系，比起一般的胶印来说，在纸面上的粘度较高，故低粘度化和高流动性化是关键。


　　正如上面所述，使用高分子、高溶解性的新树脂，对低粘度化、高流动性化起着有效的作用。进而在不损害流动性的情况下，进行低粘度化，对树脂试行了交联。




图5 树脂的分子量和溶解性以及诸适性的关系


　　图6表示树脂分子之间相结合的模式，说明树脂分子存在互相纠合的情形，才有凝聚力促使粘度消失，变成低粘度。但是，因为用了铝螯合物那种分子链比较短的胶化剂，则分子之间产生拥挤而不易流动，导致流动性丧失。于是，经过研究，提出用松香改性酚醛树脂和分子链长的齐聚合物做成的加热聚合树脂应用于无水油墨。应用了这个设想，使得树脂之间达到高分子量化，且有可塑性，经时变化也少了，从而获得低粘度的树脂调墨油。




图6 高分子链的结合


　　


　　研究的结果，终于制出了单张纸无水平印用的新油墨Diatone WL，图7是用雷达图式表示其品质性能与原有品质的比较。正如所期待的目标，与原有品相比，在维持抗起脏性的情况下，开发成功具有流动性的低粘度且是软调的油墨。已经通过数家公司使用论证，而且海德堡公司在Quick Master-DI上，已经采用专用油墨Diatone WL-DI进行印刷生产。




图7 Diatone W L的品质性能


　　


　　从单张纸印刷转向卷筒纸印刷


　　自从东丽公司出售无水平版以来，已经过了20年，与使用平常的PS版的胶印历史相比，无水平印的历史尚浅，故在油墨、版材、印刷机的各个方面，还存在改进的余地。今后，不单限于单张纸印刷，将会普及推广到卷筒纸印刷方面去。


　　对于在提倡高生产力的印刷业来说，今后将进一步迈向省人化、无需熟练化、数字化。出现这种情况，预计无水平印所起的作用将会更大。


　　对油墨制造厂来说，决不能满足现状，应尽最大努力，针对此划时期的印刷方法，倾全力去开发相适应的油墨。


　　 ·责任编辑 李永林·

[时间：2001-09-05  作者：丁一  来源：中国印刷]