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薄膜水性凹印油墨生產和使用探討

添加時間:2017-03-21  發布在:行業資訊    閱讀:1,910

水性油墨因其不含揮發性有機溶劑、不可燃、環保性好以及價格便宜等諸多優點,被業界普遍認為是一種極具前途的環保型油墨。目前,在歐美以及日本等發達國家和地區,水性油墨早已成為主流印刷用油墨,有些國家甚至通過立法等方式來大力倡導水性油墨的研發與應用。然而在我國,其推廣應用受到了附著力不好、耐摩擦和耐劃傷性差、顏色不夠鮮艷、光澤度低、干燥太慢等缺點的限制尚未普及,這里我們探討一下薄膜水性凹印油墨生產和使用的注意事項。

薄膜水性凹印油墨

選擇合適的分散劑

選擇合適的分散劑,充分發揮分散劑的靜電排斥作用和空間位阻作用,是獲得良好分散性能的基礎,也是保證水性凹印油墨印刷適性的關鍵。水性凹印油墨選用的分散劑一般為高分子分散劑,其分子中不僅含有能牢固吸附在顏料粒子表面的吸附基團,同時還含有在樹脂溶液中展開的鏈段,發揮空間穩定作用。顏料粒子在水性凹印油墨中的分散穩定性就是由分散劑的靜電排斥和空間位阻兩種作用控制的。選擇具有顏料錨定基的分散劑,通過化學吸附或者物理吸附牢固地錨定在顏料粒子的表面,以確保顏料粒子在進行布朗運動時高分子化合物不會產生脫吸;并且分散劑具有與樹脂溶液相容的自由伸展鏈部分,構成一定厚度的吸附層,可以使顏料粒子間保持一定的距離。一旦吸附層重疊,可依靠重疊層區域內產生的自由能使顏料粒子斥開,達到遠程排斥作用。

薄膜水性凹印油墨分散狀況的好壞直接影響著其在薄膜上的附著力,分散狀況好,油墨與薄膜的化學親和力就強,附著力隨之提高;反之,分散狀況差,附著力就越差。通過實驗發現,將95%的水性凹印油墨的粒徑控制在5μm以下,印刷適性就能夠符合要求。

控制好黏度和pH值

由于薄膜凹印速度很快,這就對水性凹印油墨的黏度有了一定的要求。如果黏度過高,會影響轉移性能,易造成臟版、糊版等弊??;黏度太低,會造成水性凹印油墨印刷流掛現象。一般水性凹印油墨的黏度最好控制在15~25秒(涂4#杯,25℃)。

此外,pH值對水性凹印油墨的性能也有較大影響。pH值過大,水性凹印油墨的樹脂會重新發生纏結,從而使黏度降低,同時,由于樹脂對水的釋放性變差,繼而也會導致水性凹印油墨的干燥性變差。一般應將水性凹印油墨的pH值控制在8.5~9.0,不可過大或過小。為了探討pH值對水性凹印油墨干燥速度的影響,我們通過實驗在稀釋溶劑中加入不同量的胺中和劑調節油墨的pH值,分別用流變儀和酸堿度計測量油墨的黏度和pH值。這里之所以加入胺中和劑主要是因為水性凹印油墨所使用的樹脂為堿溶性樹脂,印刷過程中會有氨不斷揮發,造成pH值下降,加入少量胺中和劑不僅能夠緩解氨揮發的現象,而且還能適當調節水性凹印油墨體系的pH值。

表1為實驗室條件下得到的一組數據,可以發現,在pH值大于8.5時,水性凹印油墨的黏度隨著pH值的升高而降低,同時通過干燥性測試發現,此時水性凹印油墨的初干性也隨之下降,干燥性變差。這主要是因為當水性凹印油墨中加入過量堿時,會形成較多的離子(如NH4+),使聚合物在離子化時產生再壓效應,樹脂的一些鏈發生重新纏結,導致水性凹印油墨的黏度降低以及油墨中樹脂對溶劑的釋放性變差。需要說明的一點是,實驗中主要考察pH值對水性凹印油墨的影響,黏度并非實際生產所需要的黏度,可以通過添加溶劑調節至合適的黏度。

水性凹印油墨pH值和黏度的影響?表1 胺中和劑對水性凹印油墨pH值和黏度的影響

 

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