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水性油墨為什么離不開溶劑?

添加時間:2018-11-20  發布在:行業資訊    閱讀:1,455

低溶劑含量薄膜水墨,是指應用在薄膜上的、總溶劑含量不超過5%的水墨,在設計、制造與印刷實際應用等方面已引起業界的極大關注,是近年來油墨制造業與印刷業的熱點。

水墨配方中目前還離不開溶劑,比如表面活性劑、防腐劑、消泡劑等。樹脂胺化過程需要添加有機胺,也屬于溶劑。目前國內印刷界在使用紙張凹印水墨時,因為水墨干燥過慢,在水墨中還添加了大量酒精,希望隨著酒精的揮發能帶走水分,用溶劑揮發幫助干燥,看來更是離不開溶劑。

水墨中添加溶劑本身無可厚非,因為目前條件下的水墨,是由水性乳液樹脂承擔成膜作用的水墨,確實離不開溶劑。在水墨的術語中,成膜助劑、助溶劑、真溶劑等一系列表述,指的就是水墨中為解決水墨成膜質量故障而添加的溶劑。

水溶性樹脂構成色漿,水性乳液成為成膜樹脂,這是水性樹脂在水墨中的分工。構成色漿的水溶性樹脂同溶劑墨連結料一樣,屬均相體系。承擔成膜作用的乳液樹脂則明顯不同,屬非均相體系。屬于均相體系的溶劑墨成膜過程比較簡單,轉移到承印材料上的含有大量溶劑的墨膜,隨著溶劑的揮發,留下的樹脂堆積成墨膜,樹脂在承印材料上堆積成膜的過程包含了很重要的交聯過程。隨著樹脂中的溶劑逸出,墨膜由液態轉變成固態。這種成膜過程含有兩個階段,即揮發與交聯。由乳液構成的水性墨膜則不同,首先也是揮發,隨著水分揮發,處于懸浮狀的乳液產生顆粒堆積,緊密排列,爾后樹脂顆粒變形,互相交聯,最后才逐漸形成墨膜。這個過程蘊含了3個階段,即揮發、堆積變形和交聯,原本相鄰而不相連的乳液樹脂,經這3個階段的過程,才可能形成均勻墨膜。

水性油墨

非均相體系連結料形成墨膜,在印刷質量上有瑕疵,即實地流平不足。用印刷時的測試條觀察,原本在90%網點處的印刷還原得好好的,但進入100%網點即實地處,墨膜流平明顯不足,實地起花,顏色密度下降。理論上100%實地處的顏色密度應該高于90%網點處,但實際上卻正相反。

乳液顆粒間殘存的水分與乳化劑,無法與色漿相容,顏色密度出現瑕疵很難避免。解決措施是添加助溶劑,在助溶劑的作用下,連接相鄰乳液顆粒,塑化乳液樹脂,幫助成膜。

水墨中助溶劑的特點是極性相近、溶解度參數δ相近,以及生成新氫鍵的可能。助溶劑在水墨成膜過程中承擔溶解與增塑作用,因此墨膜會稍軟,墨膜的耐抗性也會下降。助溶劑能改善水墨成膜過程存在的缺陷,但也會降低墨膜的硬度。比較油墨在干燥后實際需要的硬度,如果還處于可控范圍,這種讓步還是值得的。當然必須要嚴格控制助溶劑的添加量,不能超過5%,不僅在設計制造中,還是在印刷應用中,這條底線不能逾越。

水墨溶劑含量不超過5%,這是水墨能否真正達到環保要求的底線。助溶劑的作用僅在幫助成膜樹脂成膜,幫助改善水性墨膜的質量。若不加限制地使用,水性墨膜的設計強度被破壞,水墨從環保產品變成了還需要增加大氣排污處理裝置的有問題產品,得不償失了。

當然采用分子量在水溶性樹脂與水分散性樹脂中間段的水溶膠樹脂(水分散體樹脂),來作為水性樹脂連結料,或用較低分子量的水溶膠樹脂與較高分子量的水性乳液樹脂復配,來改善水性油墨成膜,助溶劑是可能退出歷史舞臺的。但凡事均有利弊,涂料行業可行的方案,在印刷行業很可能受挫,尤其是應用在短墨路的凹印工藝時,必須要十分警惕是否存在形成刀絲的可能。不同印刷墨路的特點,對水性油墨的適應性將是嚴峻的考驗。

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