水基柔性版油墨配方设计的要素(上)

2007/8/10 15:04:24

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）和相关助剂经物理化学过程混合而成。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。水基柔性版油墨，是根据油墨按印版版型的分类方法并与油墨的干燥机制相结合命名而得。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。水性连接料基本分为三类:胶态分散体、乳液聚合物、水稀释型聚合物。目前油墨行业主要采用的还是稀释型连接料。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值与它的粘度、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。2.挥发、渗透、固化反应或三者兼有的干燥成膜机制一般来说，印刷工艺以及相应的干燥方式决定所用的油墨配方体系。为满足柔性版印刷的工艺要求及水性油墨自身的特点，根据不同的印刷基材，水基柔性版油墨的干燥方式有挥发、渗透、固化反应或三者兼有。（1）挥发干燥机制对于承印物为非吸收性基材的柔性版印刷，其干燥方式主要以挥发干燥为主，即采用树脂/溶剂的油墨体系。因为：①柔印机速度很快，80m/min到 200m/min以上都有，一般来说第一色印完到第二色印刷，其间隔仅几秒到零点几秒。对于非吸收性基材，在所有的干燥类型中，仅挥发干燥可满足这一要求。 ②只有墨膜中的液体尽快脱出墨膜，例如利用沸点不高的溶剂有瞬间挥发的特性，才能使油墨迅速干燥。快干性也要求油墨为低粘度而且烯薄的液体。③对于胶印油墨、铅印油墨而言，可以通过墨辊之间的调和，使油墨均匀地涂布在印版上，而柔印油墨仅*本身的流动性、粘附性填充在网纹辊网眼中并传墨到印版上，只有较低的粘度即较烯薄的液体才能赋予这样的性质。而且油墨必须在很短的时间内填满凹眼，如果粘度太大则难以填入凹眼中，同时刮刀也难以圆滑地刮去网墙部分的油墨。所以柔性版油墨一般为粘度较低的流体形式，大量的溶剂或水只有通过挥发或渗透的方式进行。当然粘度太低也不行，否则压印会造成网点中的油墨易变形，使图文再现性变差。油墨的干燥速度首先取决于油墨中溶剂的挥发速度。油墨中溶剂的挥发，主要存在如下影响因素：①不同的树脂对溶剂挥发速度的减缓程度不同。溶解度越大的树脂，溶剂越难以脱出，挥发速度越低。②颜料在油墨中所占的比例越大，溶剂的挥发速度越低；颜料粒子的半径越小，比表面积越大，溶剂的挥发速度越低；不同种类的颜料对溶剂的脱出性不相同。（2）渗透吸收干燥对于吸收性基材的柔印，其干燥方式以渗透吸收干燥为主。吸收性基材如纸张对油墨具有吸收性。油墨中的连接料是液体成膜物质，同时能粘结色料粒子并使之粘着在纸张表面上。连结料转移到纸张后，就向纸张内部渗透，直到油墨中的色料粒子之间变得足够紧密，粒子间的间隙不断缩小所产生的颜料颗粒间毛细管拉力与纸张内吸收连结力相等时完成吸收渗透过程。连接料向纸张内部渗透的程度与纸张内毛细管拉力成正比，即纸张的吸墨性取决于其内部的疏松程度，也就是纸张的紧度和组织匀度。实际印刷时，还应考虑印刷压力、压印时间、油墨粘度的影响。Olsson公式基本上归纳了以上因素对油墨被压入纸张深度的关系： d = (p×r2×t/2η)1/2d: 油墨压入纸张深度p:印刷压力r:纸张毛细管半径η:油墨粘度由于印刷压力远比毛细管引力大得多，故后者忽略不计。油墨对吸收性基材的渗透吸收对油墨固化和干燥过程很重要。渗透量太少或太浅，油墨粘着不牢，也不易干燥。但是，渗透量太大或太深，就会造成透印问题，也会降低油墨光泽。另外，对于吸收性基材，还同时存在挥发干燥机制。故对吸收性承印物的柔印，干燥方式是挥发和渗透双重成膜机制。在某些特殊要求的油墨配制中，还引入一些反应基团进一步改进其成膜性能。

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