水性凹版油墨配方设计原理

2007/8/10 15:04:24

在设计水性油墨的配方过程中要尽可能地使多数的变量简单化,只要考虑油墨的四个基本组成,这就是树脂、颜料、挥发物（水、有机溶剂）和助剂（消泡剂、分散剂等）。凹版油墨和柔性版油墨有明显的不同。其中一个重要的不同就在于凹版印刷是直接转印到承印物上的，墨膜是一次性的油墨从墨斗到承印物上得到的，相比较柔性版印刷方式是通过油墨的几次转移才到承印物上的。这是一个典型的水性凹版油墨应用在非吸收性承印物上的方式，使用的是有175目、45°倾角、32uμm深的圆柱版材，它能使12μm——15μm的油墨颗粒承印在承印物上。如果把水性柔性版油墨应用在200目，调整刀片、速度，这个版材就可使大约5μm的油墨颗粒承印在承印物上。结果就在于在凹版油墨中大约含有6%——10%的颜料，而柔性版油墨中大约含有15%——18%的颜料。颜料含量的不同会影响到油墨的黏度，一般来说颜料含量高，油墨的黏度就大。对油墨设计者来说就要考虑颜料颗粒尺寸分布曲线的形态。均匀颗粒具有较大的表面积就会使油墨的黏度增大。一个水性凹版标准油墨的数据在下表中列出。水性凹版标准油墨体系凹版标准油墨典型配方组份品名类别质量百分比/% 固体量% 1 水溶剂 51.5 0 2 颜料蓝29 颜料 12.0 100 3 增稠剂1—98 助剂 3.0 32 4 消泡剂1020f 助剂 0.4 100 5 表面活性剂CT-136 助剂 0.6 89 6 油墨溶胶6264，190校样溶剂 5.0 0 7 苯丙乳液Zinpol 295 树脂 12.0 49 8 丙二醇甲醚溶剂溶剂 0.6 0 9 26%氨水助剂 1.7 0 10 丙烯酸乳液Joncryl 89, 树脂 6.0 45 11 丙烯酸树脂Joncryl 678 树脂 5.8 100 12 蜡乳液John26 助剂 1.2 25 13 表面活性剂Surfynol 104H 助剂 0.2 100 水性凹版油墨的原材料选择和生产1、水性版油墨原材料的选择水性凹版油墨的组成是：水溶树脂、颜料、各种助剂和水。以水与醇为溶剂，研制和生产水性凹版油墨的关键是水溶性树脂。（1）树脂的选择生产水性凹版油墨的技术关键是水溶性树脂。树脂的种类很多，如醇溶酚甲醛树脂、水基氨基树脂、水基丙烯酸树脂、水基马来酸松香树脂、聚乙烯醇、干酪素、羟基纤维素、胶乳或乳胶等。其水溶的原理是：高分子树脂含有亲水基团-COOH（羧基）、-OH（羟基）、-NH2(氨基)。经过一定的工艺，树脂被制成有机胺盐类，完全溶解于水。因此，现在可以利用羧基和氨基的反应形成盐后能溶水的黏滞状液体。RCOOH＋NH2CH2CH2OH RCONH2CH2CH2OH＋H2O水溶性。A、酸值问题酸值的大小反映了树脂中羧基（-COOH）含量的多少。酸值小（低于95）有水不溶物出现，酸值高说明树脂反应程度低，相对分子质量小，配制出的油墨干性慢，冲稀性及水溶性较好。失干改性半酯树脂的酸值一般控制在135——155左右。B、工艺问题树脂成盐应在严格的低温下进行。这种反应在一种溶剂中进行，由于中和反应放热，如果不是在低于60并借助搅拌条件下进行，则发生醚、醇、胺大量挥发和过多酰胺产生的现象，影响有机胺络盐的含量，会使制成的油墨光泽变小。C、PH值的问题同时，用胺成盐有一个PH值的问题，PH值在8——9.5之间为好。PH值过大，水溶性好，但干性明显慢；PH值过小，干性快，但水溶解性就不好。胺化树脂液的黏度（35°C）一般在0.3——0.5Pa.s。（2）颜料的选择在颜料的选用上，经试验证明盐基性色淀可溶性偶氮颜料不适用。由于含有与胺及其他离子在碱介质中反应的磺酸基、羧基等基团，不耐碱的颜料发生反应性凝结，其他均可适用。若能做成带活性剂的滤饼，则可提高效率。（3）溶剂的选择由于水的溶解能力和湿润能力不大，故需选用相应的助溶剂，所需的助溶剂必须具备以下条件。A、能溶解所选定的树脂、胺及其盐，并与水能以任何比例混溶。B、要无毒、无刺激味、不燃、不爆。C、要有一定稀释能力，其沸程、潜热要适当。D、在墨中含一定量，否则在配方中水量减少。这样的助溶剂有乙醇、正（异）丙醇、乙二醇单甲醚醋酸酯和乙基溶纤剂、丁基溶纤剂，在墨中含量11%左右。（4）中和剂的选择树脂是*中和剂中和成有机胺盐类后，而溶解于水的，若中和剂选择不当，会导致印刷适应性完全失败。因此中和剂必须具备以下条件。A、能溶于水，且无特殊气味。B、能与选定的树脂残余基成盐。C、具有一定的挥发性和释放性。氢氧化氨可以做中和剂，但味道太大。胺类如乙醇胺比较好，其用量随PH值而定，一般都超过理论用量。2、水性凹版油墨的生产水性凹印油墨在配方设计过程中必须从配方、工艺到物理、化学的各项性能和指标进行探索和测试鉴定。为了防止油墨在使用中产生泡沫，可以在配方中加入磷酸三丁酯、硅油等消泡剂，用量在0.5%左右，为了防止储藏运输中聚结、发霉，可用稳定剂、分散剂，如轻体硅胶、六聚偏磷酸钠等。防腐可用苯酰、苯酰基钠钾等，用量在0.5% ——1.1%。根据经验，设计出来的水性凹版油墨在黏度、干性方面最好控制在下述范围内。油墨黏度50——105mPa·s（25°C旋转黏度计）；a初干性10——20mm/15s(25°C)；彻干性不大于100m/160s(25°C)。水性油墨的干燥形式不能忽视。由于水的蒸发潜热较大，减缓了干燥速度，同时，由于铵盐遇热不稳定产生分解，所以它以挥发干燥为主，兼反应性凝固干燥，墨膜一经干燥，就成为水不复溶的了。干燥过程为：水及助溶剂大量挥发；脱胺；脱水。由于油墨是水性的，要求印刷单位针对不同纸张在印刷制作，套色干燥设备，使用操作等方面有相应配合。水性凹版油墨生产制作技术中，皮膜性质（光泽和抗耐性），印刷和储藏稳定性（黏度反应性、防霉），干燥速度（材料变形、印刷适性）是仍然需解决的重点，有待于进一步研究解决。来源：烟包油墨信息网

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