無水膠印及其應用

儲云娟

近年來，環境問題已經進入大眾的視野，各領域各行業應趨勢逐步向“綠色環保”靠近，而環境問題已由最初的區域性有害問題及某些特定行為所引發的現象轉換為涉及到整個生態的問題。在這種情勢下，印刷業要繼續從事行業活動，必須要與“綠色環保”來聯系起來，必須認真考慮環境問題，逐步走向“綠色印刷”。潤版液污染是印刷行業難以忽視的一個問題，而無水膠印由于摒棄傳統印刷方法，采用硅膠拒油的原理，在不需要潤版液的條件下也能達到高質量復制原稿的目的，減少了潤版液對環境的污染。除此之外，無水膠印幾乎不使用揮發性有機化合物，同樣在很大程度上減少了對空氣的污染。因此，要想走向“綠色印刷”，對無水膠印的研究就不可避免。

無水膠印及其原理

膠印的過程就是印版對油墨進行選擇性吸附并將油墨轉移到承印物上的過程。傳統膠版印刷中需要先給印版上潤版液，再給印版上墨，才能保證印刷正常進行。無水膠印利用直接制版機技術以及硅橡膠印版來減少水與化學原料的使用，許多無水印刷機同時也使用直接噴墨技術與植物制墨水來降低資源浪費、污染與揮發性有機化合物。而且無水膠印的品質優良，并減少大量用紙，節約資源。

無水膠印系統由無水印版、無水印刷油墨和帶有溫度控制系統的印刷設備3個部分組成。無水印版的結構是多層疊壓型的，其中最底層是鋁基板，中間層涂布了一層光敏聚合材料，最上層是2個微米的硅樹脂橡膠層。

無水膠印使用獨特的預先感光印版，不需要潤版液就可在印刷機上印刷。印版的空白部分被拒墨的硅膠層覆蓋，而圖文部分呈現輕微的凹陷并形成一個可接受油墨的聚合物表層。未使用過的印版在曝光之前，感光層與硅硐膠層緊緊黏附在一起，感光后，印版的空白部分發生光聚交反應，使上層的硅硐膠層固定。印刷時非圖文部分的硅膠層拒墨，油墨填充在輕微凹陷的圖文部分，然后油墨在印版壓力的作用下轉移到承印物上，使得原稿真實再現。

無水膠印由于使用拒墨印版，在圖文部分除去涂層就可以吸墨，實現圖文轉印，不需要潤版液來實現水墨平衡。無水膠印一般使用的油墨是大豆油油墨和不含芳烴的油墨，這兩種油墨沒有VOCs產生，不會對人體和環境產生影響。

無水膠印一般使用低黏度無水膠印油墨。此外，印刷品也不再是厚墨膜印刷，而是與傳統膠印一樣的薄膜印刷。單張紙印刷時無水膠印通常使用“Dry-O-Color Artis”油墨，這種油墨既能保持產品原有光澤，能在抗起臟的基礎上改進了油墨的著墨性、轉移性、固著性以及加工適性等，更能適應高速、多張單色紙無水膠印機的要求。而卷筒紙印刷通常使用的是高速輪轉膠印機用熱固型油墨。卷筒紙輪轉膠印與單張紙印刷相比，印刷速度提高了約2倍，要求油墨具有更高的流動性，更低的黏性。而輪轉熱固型油墨同樣能夠采用與“Dry-O-Color Artis”相同的樹脂設計方式，即在不降低糊版發生指數的條件下，采用改善油墨流動性的連結料，使油墨在高速印刷時獲得更好的轉移性。

無水膠印對膠印機的精度要求比較高。因此無水膠印擁有更穩定的網點、更高的網目線數，且色彩穩定性好。無水膠印承印材料廣泛，紙張、金屬以及塑料皆可作為成因材料，但需要注意的是，無水膠印對承印材料表面性能要求較高。

無水膠印的特點

不同于傳統膠印技術，無水膠印利用直接制版機技術及硅基版來減少水與化學原料的使用。另外，無水膠印不使用潤版液，對環境非常友好，大大較低了印刷過程中可能對環境造成的污染。

與傳統膠印相比，無水膠印的印品反差更大。即暗調部分更黑，亮調部分更亮。也就是說，無水膠印有著傳統膠印達不到的印刷質量。而且，在相同加網線數下，無水膠印的印品比傳統膠印的印品層次更豐富，色彩還原更加真實。

無水膠印擁有更高的色彩飽和度。傳統膠印一般采用175線/英寸，而無水膠印一般采用300線/英寸加網線數，可提供更高的色彩飽和度和更好的印刷反差，再現更多細節，分辨率更好。除此之外，300線/英寸加網線數通常可以消除在175線/英寸或者150線/英寸情況下印刷的龜紋。

無水膠印擁有更大的色域空間，其印刷效果比傳統膠印更好一些，其網點擴大也更小，這使得暗調部分能更清晰的表現細節。而無水膠印的印品油墨密度大，可擴大色域空間，能使印品展現出更飽和的色彩。無水單張紙印刷的色域空間周長比傳統卷筒紙印刷的色域空間長21.3%，比傳統單張紙色域空間周長長13%。

無水膠印設備需要對溫度進行精確控制。這是因為印版滾筒表面在印刷時由于摩擦作用，溫度不斷升高，同時也由于無水油墨的黏性較高，在滾筒研磨油墨的過程中也會造成印版滾筒表面溫度的升高。為解決這一問題，無水膠印一般采用震動制冷技術，其能在制冷過程中，在油墨輪內的空心震動冷卻輥中抽出冷卻劑。除了油墨的質量因素外，墨輥間的壓力也是至關重要的。輥壓過大除了容易造成墨杠外，也容易造成版面起臟，而輥壓過小會導致傳墨不良，降低了產品質量，所以在墨輥及印刷輥筒間壓力的調節上必須嚴格按要求去做。

無水膠印的維護成本更低。由于無水膠印沒有像傳統膠印的壓印滾筒磨損問題，因此無水膠印沒有墨輥點蝕、油墨乳化墨輥以及鈣元素所導致的墨輥收縮等問題，所以無水膠印的維護成本更低。

無水膠印的應用

與傳統膠印相比，采用無水膠印，印刷校版紙的使用大幅減少約30%，而印刷效率有大幅度提高。除此之外，無水膠印由于不使用潤版液，則相較于傳統膠印方式其印刷過程中產生的VOCs和CO2排放量可減少約90%，對環境極其友好，在環境保護方面效果顯著，符合綠色印刷要求，所以無水膠印被應用到了更多領域。

無水膠印可應用于標簽行業。凸印標簽的色差控制是眾所周知的難題，印刷過程中墨斗輥下墨量的調整需要操作人員不斷觀察印刷圖文的墨量。而且，凸版印刷機的印刷速度比較慢，當遇到急單印刷需要提高印刷速度時油墨的墨量供給不及時，這樣會使同一批次的印品出現色差。采用無水膠印這些問題便迎刃而解。而且無水印刷的設備調試簡單，完全可以應付凸版的短版活件。

無水膠印還可應用于部分網版印刷。網印的特點是墨層厚實，印刷立體感強，但是網印的印刷色彩不細膩，在印刷速度超過2000張/時，使用的基本是溶劑型油墨，要想讓20微米厚的墨層一次實現固化比較困難。而無水膠印采用特殊凹版板材，載墨量比普通膠印板材大，可實現膠印高濃度印刷時的細膩，其印刷速度在5000～10000張/時調整。無水膠印既可以避免網印生產效率慢的問題，又可以達到高濃度、立體感強的要求，所以采用無水膠印代替部分網印也有很大研究和應用空間。

無水膠印的前景

相較于傳統膠印，無水膠印的印品有著更大的印刷反差，更豐富的層次和色彩。由于無水膠印產生的網點擴大更小，其印品也有著更加豐富的細節和整體清晰度。除此之外，無水膠印的維護成本更低，對環境更友好，符合綠色印刷的要求，所以無水膠印有著越來越廣泛的應用。但是由于無水膠印存在壞版的幾率大，印刷套準仍有難度以及大墨位容易起墨皮等問題，無水膠印的應用還不是非常廣泛。

但是印刷行業要向“綠色印刷”轉型，無水膠印儼然是一個重點研究方向。許多印刷企業都認為無水膠印的成本比常規膠印更高，但事實不盡如此。雖然無水膠印設備成本更高，但在化學制品和廢物管理方面的成本更低，而且在印刷準備時所浪費的紙張也會更少，花在培訓和維護上的費用也更低，無水膠印的成本整體上也會降低。成本的降低和印品質量的提升能吸引更多企業的目光，無水膠印在各企業的應用會越來越多。

作者單位：云南人大機關印務中心

責任編輯：李倩 liqian@cprint.cn