1、UV油墨的三大環保缺陷
UV油墨雖然避免了傳統油墨的VOCs排放以及墨膜耐抗性不足等問題，但仍然存在著三大環保缺陷：高能耗(被稱為“電老虎”)，臭氧排放，以及對印刷環境的紫外光污染。目前市場上推出的新型LED-UV技術、H-UV技術等，其實就是針對傳統UV油墨的這三大局限性的。
2、UV固化的判定
UV油墨有一個重要的操作問題沒有解決，即如何判斷UV油墨是否干燥。目前，印刷企業的判斷方法主要是指觸法(用手指輕觸墨膜，比較墨膜是否發黏)、膠帶法(用3M公司的600或610型膠帶測試墨膜是否能從承印材料上被撕下)、平磨法(用平磨儀在一定正壓力下摩擦若干次，觀察顏色密度是否有明顯變化)，但這些方法都不是合理而完整的測定方法。
指觸法在技術上存在漏洞，黏與不黏，靠個人的感覺，不科學;膠帶法是可以規避的，只要在UV油墨中添加表面活性劑或酰胺類助劑，使墨膜表面很滑，膠帶就粘不上，但這并不能證明UV墨膜已經干燥了。平磨法更簡單，在UV油墨中多加一些微晶蠟，利用蠟的分子量小，容易從墨膜表面析出的特性，平磨儀多磨掉一些透明的蠟，從而有效規避因墨膜沒有徹底干燥，墨膜過嫩不耐磨這一原本是正確的結論。有些UV油墨印刷的標簽，用上述幾種方法來判斷油墨是否干燥，平時是沒有問題的，但在貼瓶后的空瓶碰撞試驗中遇到的墨膜損傷，在遇到標簽加水摩擦而墨色脫落等問題時，就會手足無措。這實際上就是UV油墨沒有完全干燥造成的。
理論上，我們可以通過紅外光譜測定UV油墨干燥前后不飽和雙鍵的變化率來判定其干燥情況，不飽和雙鍵的轉換率一般為60%～70%，80%以上則說明UV油墨干燥良好。但這種方法過于學院化，又需要添加專門的儀器，不便于在印刷企業中推廣使用。
另外，還可以采用高錳酸鉀測試法，根據墨膜的顯色情況來判斷，呈較淺的橙色為達標，呈較深的紅色為不達標。但這種方法僅對UV光油有效，對UV油墨則很難操作。
3、UV印刷標簽的墨點與白點問題
采用柔印和凸印的標簽很難避免墨點故障，所以標簽印刷企業會用檢品機對產品進行全檢。產生墨點的實質是堵版(見圖1)，這一問題近年來正不斷被業界攻克。
那么，柔印或凸印標簽出現白點故障的真正原因又是什么呢?
許多人認為是不干膠材料的粉塵和印刷車間環境的影響，這兩個因素的影響果真有如此之大嗎?圖2是柔印標簽上的白點與凸印標簽上的白點對比，可以看出這是兩種不同特點的白點，凸印白點中幾乎沒有油墨，而柔印白點中有油墨。其實，柔印UV油墨與凸印UV油墨的黏度不同，柔印機與凸印機的墨路也不同，勻墨特點也不一樣，不少白點其實是UV墨的勻墨不足所造成，而并非是車間環境不好，所以標簽企業對兩者要加以區分對待。
4、UV油墨的成本問題
據測算，標簽印刷中每平方米耗墨量在1～2克左右，柔印UV油墨的價格同膠印與凸印UV墨相比要高許多。每千克200元及以上的價格，在整個產品成本中是絕對無法忽略的。
UV油墨的價格讓業界勉為其難，但UV光油的價格卻是業界樂于接受的。因為光油中不含顏料，價格不過每千克幾十元。所以，我們就提出了這樣一個思路：采用“水墨印刷+UV光油”的工藝路線來取代全UV柔印的工藝路線。這種方案是否可行呢?
我們先來看一下國外同行是怎么做的。
圖3是國外幾款水墨印刷的標簽產品，有薄膜標簽，也有不干膠標簽，加網線數為150線/英寸到175線/英寸，從放大的網點圖片可以看出，網點細部的還原效果是不錯的。這些標簽是美國同行印刷的，他們對印刷質量的追求不像亞洲民族那樣苛刻，但他們對環保與成本的追求，確實值得我們學習。我們觀察國外同行的產品，看最小網點印出來沒有，看網點之間有否黏連，看實地是否發虛，看顏色密度是否達到我們需要的水平。至于某張圖片的網點變形，圓網點因印刷壓力過大變成了接近方形的橢圓，筆者認為是可以理解的。因為這是一張薄膜標簽，采用了衛星式柔印，當中心壓印滾筒受熱變形而不可控時，印刷壓力必然增大。這是衛星式柔印的固有缺陷，與油墨無關，不在我們的討論范圍之內。
目前，標簽業對水墨的品質還存在質疑，主要包括以下幾個問題：
①水墨在薄膜材料上不容易附著;
②水墨在銅版紙和薄膜材料上印刷時網點擴大嚴重，而且不易控制;
③水墨干燥太快，油墨容易黏結在印版上，造成堵版故障;
④水墨印刷過程中需要經常監控pH值的波動，并及時添加pH值穩定劑，操作不方便;
⑤pH值穩定劑中含有氨水，會導致生產環境與標簽產品中存在臭味隱患。
對于上述幾個問題，來看看如何為水墨正名。
1、在薄膜上的附著力
用3M公司的600/610型膠帶測定油墨在薄膜上的附著力，揭示了油墨在薄膜上附著的基本原理。油墨在薄膜上的附著，首先油墨要能同薄膜表面微溶，發黏，在薄膜上能建立錨固點。其次，油墨要能在薄膜上潤濕，使錨固點盡可能地多。然后是墨膜中的溶劑或水從中析出，墨膜中的樹脂逐漸交聯、強化。當我們用3M膠帶去測試膠帶對墨膜的黏合力時，我們規定了這種力的大小是由600或610型膠水的黏性為比較單位的，當膠帶對墨膜的黏合力大于墨膜對薄膜的附著力，墨膜被膠帶撕離，我們判斷墨膜對薄膜附著力不達標;當膠帶對墨膜的黏合力小于墨膜對薄膜的附著力，墨膜沒被撕下，我們判斷墨膜對薄膜的附著力達標。
當用3M膠帶測定油墨在薄膜上附著力不達標時，我們其實需要判斷兩個原因，一個是該油墨同薄膜究竟有沒有相容性，能不能在薄膜上建立錨固點?另一個則是墨膜是否干透，墨膜加強是否達到?這兩種原因都能導致墨膜被膠帶撕離，但解決方法完全不同。因此我們在判斷水墨在薄膜上的附著力時，必須要能清晰地分辨之，而不要混同。
針對這個問題，其實油墨企業同印刷企業的分工應該是很明確的。油墨企業要知道自己產品同薄膜的匹配特點，應該嚴格控制水性樹脂同薄膜之間的溶解性，即極性相近，溶解度參數相近，以及要能生成新的氫鍵。印刷企業要能夠采用實驗室手段分析，判斷并篩選出合適的水墨，注意不要輕易地否決，將暫時還有缺陷的水墨全部傾倒出去，但也不要盲目地隨便上機測試，增加試驗成本。
2、在薄膜上的干燥
水墨在薄膜上的干燥，其主要途徑是揮發，烘干是主要手段。因此長期以來解決干燥問題的措施是提高溫度，增加風量，減慢車速或降低印版凹穴深度。還有一種說法，水墨干燥分為三個階段：表干段是靠揮發，讓水分跑逸;然后是連結料分子的相對靠攏，擠出水分;最后是樹脂通過分子間作用力固化(包括催化劑作用下的交聯反應)。
這些不同的說法有一點是相同的，就是表干段都是揮發，沒有其他的辦法。所有其他的辦法只能是通過烘道以后，在溫度的作用下產生化學反應，包括干燥劑技術。因此用刮板細度計測定水墨初干長度來評估水墨表干特性仍然是有效的，采用這種方法在上機前就可以知道水墨干燥速度的快慢，并能判斷上機印刷的失敗概率有多高。
3、印刷中的網點擴大
大家都知道，水墨印刷中的網點擴大比UV油墨嚴重，特別是在薄膜上印刷時更為明顯，因為油墨在薄膜材料上無法滲透吸收，就會向網點四周延伸擴張。圖4是柔印UV油墨和柔印水墨印樣的網點對比，這兩個印樣的承印材料都是薄膜，同一個機長操作，印刷條件相同，上墨壓力與印刷壓力的調節也相同，且采樣均是相同位置的30%平網。圖4顯示：水墨的網點擴張大，UV油墨的網點擴張小，而且水墨印刷的網點中間顏色深，四周變淺，說明水墨網點周圍的墨跡擴散了。
柔性版印刷時網點擴張有三個因素，制版時的光學網點擴大;印刷時壓力過大引起的機械擴張;油墨無法在承印材料上朝下滲透引起的墨點四周延伸擴張。我們從圖4中看到的水墨網點擴張其實就是第三個因素。
這兩個印樣中的差別在哪里?其實就在油墨黏度，水墨和UV油墨的黏度不在一個等級上，兩者相差1～2倍。也就是說，水墨網點擴張大與其黏度過低有關。那么，可否采用高黏度的水墨來解決網點擴大問題呢?答案是肯定的。圖5是采用高黏度水墨印刷的150線/英寸1%網點和175線/英寸1%網點。左面圖案是150線/英寸印版，右面圖案是175線/英寸印版，這從相鄰網點的排列間距，網點直徑大小均能清晰地辨別之。水墨的黏度為15dPa•s，比UV油墨的黏度(7dPa•s)高一倍。
為什么可以采用這么高黏度的水墨印刷呢?因為采用的是有著墨輥結構的柔印單元(見圖6)，但如果采用封閉式刮刀結構的柔印單元，就不能使用高黏度水墨。決定油墨工作黏度的根本原因是柔印機的上墨單元結構，在同一印刷單元上，使用UV油墨時可以是高黏度，為什么使用水墨時就一定要低黏度呢?
4、容易干涸在印版上
為什么水墨容易干涸在印版上?是水墨干燥得太快嗎?我們都知道，水墨以揮發為主要干燥途徑，我們主要擔心的是其干燥不夠快。但干燥不夠快的水墨偏偏容易黏結在印版的凹陷區，這豈非矛盾?其實，水墨干涸在印版的非著墨區，不是因為水墨干燥太快，而是水墨與印版的表面張力不匹配所造成。
UV柔印之所以獲得成功，是因為UV油墨有一個很重要的特點，就是表面張力很穩定，一般都在31～32mN/m，不管是杭華的UV油墨，還是盛威科或富林特的UV油墨，測定的表面張力數據都在這個范圍之內。也就是說，UV油墨的表面張力是基本固定的，只要選擇合適的印版表面張力，就可以做到兩者表面張力的匹配。同樣的，使用水墨印刷時，只要掌控好印版與水墨表面張力的匹配，同樣也可以達到印版自潔，避免堵版故障的發生。
長期以來，柔印工藝中要求印版與網紋輥參數要按一定的比例相匹配，選擇網紋輥時依據的是1∶4原則，即網紋輥線數是印版加網線數的4倍，后來提高到1∶5、1∶6，甚至1∶7。也就是說，印刷加網線數高的印品時，需要配置高線數的網紋輥，比如印刷175線/英寸的活件時往往需要1000線/英寸或1200線/英寸的網紋輥。但是，我們目前所做的一些測試表明，只要掌握好印版與油墨的表面張力匹配，用500線/英寸、BCM4.5的網紋輥，照樣可以印刷出175線/英寸1%的網點，且高光網點不堵版，我們稱之為“印版自潔”。
5、水墨pH值及其穩定性
眾所周知，水墨所用的水溶性樹脂(或堿溶性樹脂)，必須將樹脂胺化后才能溶解于水，因此水墨偏堿性，其pH值一般在8.5～9.5，有些水墨的堿性很強，pH值甚至會達到或超過10.0。但水墨pH值會隨著周圍環境溫度的變化而改變，因此在印刷過程中，必須要定時監測水墨pH值。當水墨pH值下降到規定值下限之外時，必須及時添加油墨供應商提供的穩定劑，使水墨pH值恢復到原有水平。
水墨要及時測定并調整pH值，這讓生產一線的操作人員感到很不方便。那么，在印刷過程中，有沒有不監控并調節pH值的水墨呢?答案是肯定的，但必須要學會對眾多水墨進行篩選。在印刷過程中，水墨pH值波動的主要原因是作為穩定劑的氨水揮發，氨水揮發是水墨pH波動的原因。那么，有沒有不加氨水的水墨，答案也是肯定的。其實，氨水工藝僅僅是水性樹脂胺化三大工藝中的一支，另外兩種工藝——有機胺工藝與無機堿工藝，則是水墨體系中穩定性更好的兩種工藝。
不用氨水，而使用有機胺或無機堿工藝，已經是水墨制造的成熟工藝。而且，不加氨的水墨在使用上同UV油墨一樣方便，還消除了水墨的難聞氣味。目前市場上銷售的一些水墨之所以仍采用氨水作為穩定劑，主要是出于成本與價格的考慮。所以，對于印刷企業而言，要想使水墨的pH值在印刷過程中保持穩定，而無須時時監控并調節，關鍵在于水墨的篩選，尤其是實驗室條件下的篩選。
水墨印刷品干燥后，現有的水性光油從理論上說與水是不可逆的，用水擦洗無效，但若用酒精擦洗，會擦傷墨膜。這同UV光油干燥后，不論用水或用酒精擦洗，墨膜的耐抗性基本不變，差距是明顯的。因此既然在墨膜耐抗性上水墨仍達不到UV油墨的水平，用UV光油罩光來解決這個問題，是必須的。
構成UV光油的主要樹脂是環氧丙烯酸與聚酯丙烯酸，同構成UV油墨主體樹脂的聚氨酯丙烯酸相比，黏度低，價格便宜。尤其是環氧丙烯酸，固化速度快，墨膜機械強度高，耐化學藥品性好。丙烯酸樹脂體系中的環氧基團，其獨特的分子結構具有高度活潑性，使環氧樹脂能與多種類型的固化劑交聯反應，生成三維網狀結構的大分子聚合物，其附著牢度、硬度、可撓性、耐化學藥品性與耐候性均較好。用以環氧丙烯酸為主體的柔印UV光油對薄膜上的水墨印刷品罩光，從而避免不同溶解度參數的水性丙烯酸樹脂可能遭遇到的不同化學品的耐抗性，理論上站得住腳，實踐上也可行。
水墨的主要樹脂是水分散型改性丙烯酸，當墨膜干燥后，對水是不可逆的，但對眾多化學品并不一定不可逆。同UV油墨的墨膜耐抗性相比，目前水墨的墨膜物理特性還有差距，因此水墨印刷品還需要UV光油來加強其表面特性。何況不干膠標簽表面原本就要上光，以適應標簽本身需要的高光澤、啞光、表面低摩擦系數或高疊印率等的工藝要求，因此保持并沿用其本來的UV上光工藝，執行起來也并不難。
UV光油因為不含顏料，因此能避開因不同顏料對光波的吸收特性造成UV油墨在干燥過程中的能量損耗，其干燥效率比較高。而且，光油中的光引發劑在UVC頻段較多，同UV油墨分布在UVB與UVA的特點有明顯差異，同現用的金屬鹵素燈的匹配比較好，選擇UV燈具并不困難。柔印水墨+UV光油的方案在工藝上的可行性很強，并不需要刻意地對設備、對主要原材料去做很大的改變。
最關鍵的一點，UV光油的價格并不高，每千克幾十元的價格是標簽企業能夠承受的。用明顯的成本下降，不變的印刷質量，改善了的同環境的親和性，探索一下不干膠柔印標簽的新工藝，有沒有嘗試的必要呢?
