郑伟忠、吴浩松
{珠海乐通股份化工有限公司，珠海 519000}
摘要：本文从油墨工作者的观点出发，简单介绍了一种先进的洗铝印刷工艺及其制品具有的特点，并着重介绍了该洗铝过程中所使用的洗铝光油和洗铝水油。 关键词：洗铝袋；水洗工艺；水性洗铝保护光油；洗铝水油
引言
洗铝袋（也叫局部镂空镀铝袋或开窗袋）是目前国内，乃至国际上印刷要求最高、设计效果最好看的包装，在日本非常流行，普遍用于服装、食品、玩具的外包装。国内目前应用较少，主要的生产厂家有东莞市华源包装有限公司、成都清养宝柏包装有限公司、广东汇华包装有限公司等。洗铝袋从印刷上讲，它比普通的复合袋的印刷效果要好看；从档次上 讲，它比普通镀铝袋要漂亮。
洗铝袋与普通的复合镀铝袋有着明显的区别：普通的复合镀铝袋，只能整个袋子或整个袋子的正面（或背面）都与镀铝膜复合。而洗铝袋则不同，只要你想袋子哪里有铝的效果，哪里就有铝的效果，不局限于某个位置。洗铝袋作为一种具有金属亮光效果的美观包装袋，不仅广泛应用于食品、烟包或礼品等包装领域，尤其具有优异的隔氧性和隔水性。传统的洗铝工艺主要为碱洗，并且最后需要用自来水冲洗去残留的碱液，用水量巨大。新型的洗铝工艺采用独特的水洗工艺，不仅节约高效，而且可以洗出任何精确美观的图案，
本文主要介绍洗铝的水洗工艺中使用到的水性保护光油和水油的特点和制作方法。
一、镀铝包装袋
镀铝膜是采用特殊工艺在塑料薄膜表面镀上一层极薄的金属铝而形成的一种复合软包装材料。其中最常用的加工方法当数真空镀铝法，该方法首先将被镀塑料薄膜基材（筒状〕装在真空蒸镀机中，然后开动真空泵将镀铝室内气体抽出，使镀膜的真空度升到1.3×10－2Pa以下，将高纯度的铝丝在坩埚内加热至1200℃～1400℃的温度下升华成为气态铝[1]。
气态铝微粒附着沉积在塑料薄膜基材表面、经过冷却即形成一层较薄而致密光亮的金属铝层。该过程可通过控制坩埚的加热温度、薄膜基材的收卷速度以及真空泵的设置参数等来控制镀铝层的厚度，一般镀铝层厚度大于25nm，但是不超过500nm，镀铝薄膜的宽度为一般为800mm～2000mm。由于它既具有塑料薄膜的特性，又具有金属的特性，是一种廉价美观、性能优良、实用性强的包装材料。目前应用最多的镀铝薄膜主要有PET镀铝膜和CPP 镀铝膜。薄膜表面镀铝的作用是遮光、防紫外线照射，既延长了内容物的保质期，又提高了薄膜的亮度，从一定程度上代替了铝箔，也具有价廉、美观及较好的阻隔性能。镀铝膜根据包装性能的要求不同与NY、PE、OPP等薄膜复合后，可制成有功能多样化的镀铝包装袋[2]。因此，镀铝膜在复合包装中的应用十分广泛，目前主要应用于饼干等干燥、膨化食品包装以及一些医药、化妆品的外包装上。玻璃退火炉
二、洗铝工艺
洗铝工艺和产品在中国已经有10多年历史，但是还局限于塑料软包装领域，其完全可以进入纸张包装和烫金相媲美。
洗铝工艺原理：
目前国际上有三种工艺
1，在镀铝膜上印刷文字图案，其中需要保留的镀铝层再印刷一层保护膜层，不需要的地方则在后续工艺中用液体清洗掉，这样就形成了相应的图案；
2，在透明膜上印刷文字图案，再印刷一层满版保护膜层，其中在不需要保留的地方再印刷一层特殊油墨层，再镀铝，然后不需要的地方则在后续工艺中用液体清洗掉，这样就形成了相应的图案；
3，在镀铝膜上印刷文字图案，其中在不需要保留的镀铝层印刷一层油墨，该油墨在后工序中与另外一种材料复合后产生化学反应从而把镀铝腐蚀掉形成无镀铝的区域，该技术由SICPA和amcor联合研发，享有专利。
国内主要运用第1种工艺，其洗铝工艺的工作原理，是先在镀铝膜上印刷上一层保护光油，形成图案保护层工艺，使受保护的铝层不受到碱液腐蚀，避免因化学反应使铝层变成化合物而脱落，使该区域变为透明。目前，国内洗铝都是用碱来烧蚀铝层，因此，国内的洗铝机设备大部分为碱式洗铝机设备[3]。现有的镀铝薄膜洗铝机，化学工艺先天不足，只有和
铝发生化学反应和用大量清水冲洗碱残液这两部分功能[4]。现有设备的用水量巨大，而碱和铝又不能在最佳时间内终止反应，无法对最佳印刷效果进行控制。此外，使用碱液腐蚀铝层还会产生可燃性的氢气，存在一定安全隐患，这是化学原理上的不足。现有设备没有水循环功能，也是一大缺陷。
而镀铝水洗工艺在日本广泛应用，在国内则有少数厂家使用该工艺。本文主要围绕镀铝水洗工艺开发的洗铝油墨进行阐述。
主要工艺流程为：印刷油墨-上保护光油-上水油-镀铝-水洗-复合
三、镀铝水洗工艺
新型洗铝工艺先在PET薄膜上印刷复合油墨，通过干燥、固化，之后印刷满版的水性保护光油，并再在需要镂空的部位印刷上一层低附着力的洗铝水油。紧接着将薄膜通过真空镀铝机蒸镀上一层铝，最后通过自来水洗去水油上的镀铝部分，即可得到精美的镂空图案。配合使用专用洗铝油墨，可以表现细微文字，不影响镀铝的真空环境，洗铝后边缘整齐，可以在各种需要局部镀铝的印刷载体中使用。传统的局部镀铝工艺，通常是在印刷镀铝后，
在需要保留镀铝的部位涂布一层保护剂，再用碱水清洗。这种工艺的主要缺点是因为保护剂无法套印，成品率不高。同时碱水会腐蚀铝层的边缘，细线或细微文字无法完整保留。采用专用洗铝油墨可与印刷油墨一起在高速凹版印刷机上一次加工（洗铝油墨在最后一个印组），高速凹版印刷机配有自动套印系统，可达到很高的套印精度。竖流式沉淀池[5]在镀铝后采用清水清洗，不会对铝层造成破坏，成品率和生产效率都大大提高了。我司专门开发的洗铝水性光油和洗铝水油已使用开来，获得良好评价。该独特水洗工艺，不仅有效解决食品包装对溶剂残留的高标准要求而且节能环保，符合绿、健康的包装要求。对于印刷行业的洗铝工艺革新具有重大的意义。
四、水性洗铝保护光油
质量检测设备水性洗铝保护光油是采用水性树脂，加入适量的助溶剂和纯净水，通过分散机搅拌均匀，并在搅拌过程中加入少量的消泡剂和稳定剂，即可制得。
a.主剂：洗铝保护光油的主剂是成膜树脂，是主要的成膜物质。它影响和支持着墨膜的各种物理性能。经过测试，上光油前树脂是水溶性的，在水中平衡溶解。印刷干燥后的聚合物墨膜不溶于水但仍然溶于有机溶剂。由于后续水洗工艺，保护光油要与对应的油墨有较
好的相容性和附着力。特别是作为镀铝附着介质，要求与铝有较好的亲和性和界面相容性。
b.助剂：助剂是为了改善光油的理化性能及加工特性。光油根据不同使用环境可加入适当的助剂：固化剂用于改善水性树脂的成膜性，使得高分子链与链之间交联成交联聚合物，并增加膜层内聚强度；表面活性剂则降低水性溶剂的表面张力，提高光油在薄膜、油墨上的流平性，改善其印刷适应性；消泡剂能解决生产和印刷过程中出现的起泡问题，消除鱼眼、针孔等质量缺陷；干燥剂提高水性光油的干燥速度，改善印刷适性；附着力促进剂用于提高成膜聚氨酯与薄膜、油墨的的粘附能力；润湿分散剂用于改善颜料、树脂与溶剂的分散性，防止沾脏和提高耐磨性；此外，为了防止保护光油在贮藏、运输中聚结、发霉，降低光油的粘度和调节其pH值，一般使用氨水、三乙胺或乙醇胺等助剂。
c.溶剂：溶剂的主要作用是分散或溶解合成树脂、各种助剂。洗铝保护光油的溶剂主要是水。水的挥发性几乎为零，其流平性能非常好。但是，水作为水性上光油的溶剂也有不足之处，如干燥速度较慢、容易造成产品尺寸不稳定等工艺故障。因此，在套版过程中，大部分产品经常套满版，以利于镀铝、水洗过程的顺利进行。并可加入适量的乙醇，提高其干燥速度。
环保不仅仅是一个经济问题，而是关系到整个人类生存的大问题。印刷产品是渗透人类生活最广泛的产品之一，理所当然地为社会和人们所关注。在包装印刷和商业印刷等方面，近年来已逐渐增加了许多卫生、环保、劳动保护等方面的要求和制约条件，特别是对食品包装印刷的要求更为严格，只有这样才能符合国际卫生标准的要求。在这种大趋势下，努力开发和应用无污染、无公害的“绿”材料已势在必行。而溶剂型油墨在国内由于成本、印刷适应性等原因一直被广泛使用，近几年推广使用的醇水溶油墨作为过渡到水性油墨的中间产品也已经推广开来，但是随着人们对于环保理念的日益重视、国家法律法规越来越严格，油墨的水性化是油墨行业的发展趋势。水性保护光油是近几年发达国家争相研究开发的新型印刷镀铝材料介质，日益受到印刷界人们的重视。一种新产品从试用到大规模推广需要相当长的时间。在同溶剂型光油的竞争中，它解决了以往溶剂型光油需要添加固化剂（使用寿命短）、梅雨季节容易发白、镀铝复合后溶剂残留高的问题。因此，国家应加强立法及执法力度，严格限制印刷生产车间排放气体中VOC的含量，加强包装印刷品的安全检测，以尽量限制溶剂类上光油产品的使用，保护环境和操作者的健康[6]。以目前水性光油所达到的技术水平而言，取代溶剂型光油已不是问题，但是由于溶剂型光油生产历史较长，技术已很成熟，价格较低，而且印刷企业也适应了这种工艺，加之国家环保
立法相对滞后，其在市场上仍将存在一段时间，更重要的是以往碱洗设备更换水洗设备的成本较高，中小企业教难以承受。此外，UV光油由于同属于环保材料，在技术上也有许多特性，因此，水性上光油不可能将其完全替代，会呈现并行发展的态势。水性上光油作为一种新型的印刷材料，正处于市场的培育期和发展期，技术发展日新月异。同时由于水性光油中的主要原材料国产化程度不断提高，生产成本将不断下降，市场竞争力将不断增强。而随着人们生活质量的提高和审美标准的不断提高，精美、高档包装越来越受到消费者的青睐[7]发泡技术。在今后一段时间，水性光油这一绿环保印刷材料，必将由弱到强，成为印刷品表面整饰市场的主流产品。光油消耗量巨大，今后每年将以30%的速度递增。
五、洗铝水油
洗铝水油是洗铝工艺中较为重要的一步，经过套版上水油后、镀铝、水洗得到精美的图案。这就要求水油的有适当的附着力、并且在后续水洗工艺中要容易洗去。因此，配方的选择就显得特别重要。洗铝水油的配方一般由连接料、颜料、溶剂、助剂组成。
a.连接料 连结料提供油墨必要的转移性能，常用的水性树脂类型有很多种，比如改性松香树脂、顺丁烯二酸树脂、马来酸改性树脂、水溶性丙烯酸树脂、聚乙烯醇和水性聚氨酯（
WPU）等[8]。
b.颜料 上洗铝水油的目的是为了镀铝之后洗去需要镂空的部分，因此颜料只是起到标识作用。因此，从成本上考虑，颜料可以选用价格便宜、稳定性适中的白颜料，其种类包括碳酸盐类，硅和硅酸盐类，硫酸盐类以及其它等等[9]。
c.溶剂 水油的溶剂采用水和低级醇类，如甲醇、乙醇、异丙醇，其中甲醇挥发速度快，但是存在一定毒性，而异丙醇则挥发较慢，所以选用乙醇可获得合适的干燥速度并且兼顾环保性。
碳浆d.助剂 主要使用助剂为消泡剂。消泡剂的种类众多，有机硅氧烷类、聚醚类、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的[10]。其中有机硅氧烷类具有消泡速度更快，抑泡时间长，耐高温、酸和碱的特点。它能控制水油分散生产过程中的起泡问题，防止漫溢，并且防止印刷过程中由于起泡引起的事故。生产过程中使用时不宜一次性加入，最好是分多次少量加入为宜[11]。
六、结论
手指灯水性洗铝光油与以往的溶剂型光油相比，使用水性光油印刷，首先它不需要使用溶剂，只用清水即可。水性光油可以用纯净水和少量的低级醇类作为稀释剂，从而得到适合高速凹印机的粘度。并且减少了以往溶剂型光油生产制造过程中溶剂挥发损耗的问题，节省了溶剂的成本，减少了废品的出现，降低了油墨的制造成本。这是水性油墨成本优势之一。水性光油由于不含挥发性有机溶剂，大大减少了有机挥发物（VOC）的排放，从而减轻了大气污染，改善了印刷操作人员的环境，有利于职工健康[12]。它可以完全消除溶剂型油墨中某些有毒有害物质，消除对人体的危害和对被包装商品的污染，改善总体环境质量。此外，鉴于目前我国塑料软包制作和应用技术的不完善和欠缺规范性，印刷操作工缺少专业培训对油墨机理的匮乏，使得印刷工不能正确有序的掌握印刷机、印版、油墨，三者有机结合的关系，以达到出好活，减少浪费的结果。印刷行业在前期的10年当中油墨厂家纷纷一次次推出水性塑料油墨研制成功，印刷厂使用后麻烦很多，又改烘道，又改版，有时附着力可以，干燥很慢无法开机，印刷效果很差，不实漏白。有时印刷后产品粘连全部浪费，油墨高级工程师一次次改进又一次次失败。弄的印刷企业很反感。对水性塑料油墨的不信任，甚至认为塑料印刷水性化是不成立的。
我司（乐通股份）通过与东莞市华源包装有限公司的合作，对水性光油和洗铝水油的研制，
并且在东莞华源试用成功，不仅解决了以往溶剂型洗铝光油溶剂残留高、梅雨季节容易发白的问题，并且溶剂型光油需要加入固化剂、寿命短，而水性光油是干燥成膜的，使用和储存时间久。以上特点表明了镀铝袋使用水性光油和水油的优势，对于油墨行业水性化无疑具有重要的意义。
参考文献
