摘要:本文从印刷实际使用的效果出发,介绍了柔版水墨的配方设计要点、固化性质和应注意的技术控制指标。 关键词:水性油墨、干燥成膜、技术控制、PH值 水性油墨作为一种新型印刷油墨,没有溶剂性油墨中某些有毒、有害物质在印刷品中残留和对包装商品的污染,改善了总体环境质量。所谓水性油墨主要是以水为溶剂经科学加工而成,水性油墨与其他印刷油墨相比,由于不含挥发性有毒有机溶剂,故在印刷过程中对印刷机操作人员的健康无不良影响,对大气环境及印刷品本身均无污染。由于水墨具有不易燃的特点,还可消除印刷车间易燃易爆的隐患,有利于安全生产。 当然,现在水墨与油墨的适用范围不尽相同,油墨以胶印为主,水墨以柔印、凹印为主。在欧美和日本等发达国家,水墨已经逐步取代油墨,成为除胶印外其它印刷方式的专用墨。以美国为例,95%的柔版印刷品采用水墨,80%的凹版印刷品采用水墨。 一、水基柔性版油墨概念 水性油墨由水性高分子树脂和乳液、有机颜料、溶剂(主要是水)和相关助剂混合而成。水性油墨具有不含挥发性有机溶剂,不易燃,不会损害油墨制造者和印刷操作者的健康,对大气环境无污染等特性。 水性油墨是由水溶性树脂、高级颜料、溶剂和助剂经科学复合加工研磨而成。水溶性树脂在油墨中主要起连结料的作用,是使颜料颗粒均匀分散,使油墨具有一定的流动性,并提供与承印物材料的粘附力,使油墨能在印刷后形成均匀的膜层。油墨中的色相主要取决于颜料,颜料是以微粒状态均匀地分布在连结料中,颜料颗粒能够对光线产生吸收、反射、折射和透射作用,因此能够呈现一定颜色。一般要求颜料具有鲜艳的色泽、适当的着色力和遮盖力,以及较高的分散度。此外,根据使用目的的不同,还可以具有不同的耐抗性。溶剂的作用是溶解树脂,使油墨具有一定的流动性,在印刷过程中能够顺利地实现转移,并对油墨的黏度和干燥性能进行调整。水性油墨的溶剂主要是水及少量乙醇。 二、水性柔性版油墨配方的技术依据 1.水性连结料的中和成盐机制 水性油墨采用水性连结料。经常选用的连结料选用的树脂有:松香改性马来酸树脂、水溶性丙烯酸树脂、苯乙烯改性马来酸树脂、聚酰亚胺树脂、虫胶、酪烷等。 水性连结料基本分为三类:水溶性、碱溶性和扩散性聚合物。许多高分子(水溶性)原来并不溶于水或仅部分溶于水,只有添加一种酸或碱,才因电离作用而溶于水。典型的例子是聚丙烯酸和聚酰胺分别是阴离子和阳离子型电解质。这些物质水溶液的pH值与它的黏度、絮凝效果、稳定性、分散性等密切相关。故在水溶性聚合物的分子链上含有一定数量的强亲水性基团,如羧基、羟基、胺基等,但这些极性基团与水混合时多数只能形成乳浊液。而羧酸盐能溶于水,因此水溶性连结料的制造往往是使用高酸态的合成树脂,再以胺中和成盐。 目前油墨行业主要采用的是丙烯酸树脂连结料,其在光泽度、耐候性、耐水性、耐化学性和耐污染性等方面都具有显著的优势,在直接分散溶解或合成分子乳胶时都具有优良性能。 2.水性油墨的色料 色料通常使用耐碱性颜料,包括有机颜料和无机颜料,要求在水中分散性较好,其本质上与溶剂油墨中的色料相同。一般的要求就是需要色彩鲜艳和着色力强的颜料。有时为了提高油墨的色强度和改善黏度,也可以使用染料。各种颜料都要经过阴离子、非离子表面活性处理改善水的表面张力和极性,有利色剂分散,未经处理的色剂分布不均匀而不利于印刷。 染料由于溶于连结料中,所以着色力大,色相鲜明,流动性好。制造水墨时不需要调墨工序,但油墨耐水性和耐光性差。颜料以颗粒状态分散于连结料中,为了提高着色力,使颗粒分散均匀,需要调墨工序。碱性染料中的若丹明、维多利亚等耐光性虽弱,但色相鲜明,着色力大,因此常用作软包装的印刷油墨。颜料和染料在油墨中的比例视着色力的强弱而定,对于有机颜料,其着色力强,密度轻,所占比例应该小一些,对于无机颜料,所占比例应大一些。 3.水性油墨的溶剂 水性油墨选用的溶剂首先是水,但需要的是纯水(无菌水)类。醇类主要是异丙醇、乙醇等。水占主要成分,而醇类仅占水的5%至6%或20%至30%。使用醇类主要是辅助水增强溶解树脂的能力和提高颜料和染料的分散性能,并能加速渗透,抑制发泡作用。溶纤剂、乙二醇可以调整其干性。 常用的辅助溶剂有三种:醇类、二元醇醚类(如溶纤剂)和二元醇类。使用这些辅助溶剂时必须注意两个问题,即溶剂挥发对溶解性的影响和易燃性。 4.水性油墨中的助剂 水基油墨中常用助剂主要有: PH值稳定剂、慢干剂、消泡剂、冲淡剂等。 PH值稳定剂主要是用来调节和控制水基油墨的PH值,使其稳定在8.0~9.5范围之内,同时,它还可以调节水基油墨的黏度,并对油墨进行稀释。一般来说,在印刷过程中每隔一定时间就应该加入适量的PH值稳定剂,使水基油墨保持良好的印刷状态。 慢干剂可以抑制和减缓水基油墨的干燥速度,防止油墨在印版或者网纹辊上发生干燥,减少堵版和糊版等印刷故障的发生率。但是控制好慢干剂的用量,一般应控制在总墨量的1%~2%之间,如果加入量过多,油墨干燥不彻底,印刷品就会产生粘脏或者异味。 消泡剂的作用是抑制和消除气泡的产生。一般来说,当水基油墨的黏度过高、PH值过低,或者当印刷机运转速度比较快时就容易产生气泡,如果产生的气泡量比较大就会出现漏白、墨色不均匀,势必会影响到印刷品的质量。
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