油墨體(tǐ)系中的颜料、填料发胀会导致油墨整體(tǐ)胶化。普通的处理(lǐ)油墨胶化的做法不仅具有(yǒu)一定局限性,还会造成严重浪费。因此,油墨胶化的问题一直困扰着行业人士。下面我们就跟昆明彩印厂来深入了解油墨胶化的问题和正确的解决方法。
在包装印刷过程中,印品上偶尔会出现条痕或色彩浅淡的问题,许多(duō)行业人士称之為(wèi)“不下墨或墨脱辊”,这主要是因為(wèi)油墨體(tǐ)系中颜料、填料发胀,从而导致油墨整體(tǐ)胶化所致。油墨一旦发生胶化,处理(lǐ)起来也比较麻烦,有(yǒu)的采用(yòng)搅拌墨斗中的油墨或在墨斗中安装自动搅拌器的方法来解决问题,有(yǒu)的添加中、高黏度的调墨油或稀释剂来调节油墨,有(yǒu)的则直接将胶化的油墨倒掉,更换新(xīn)的油墨。这些做法不仅具有(yǒu)一定局限性,还会造成严重浪费。因此,油墨胶化的问题一直困扰着行业人士。
油墨胶化的产生原因
包装印刷行业早期使用(yòng)的油性(氧化干燥型和渗透干燥型)油墨经常会发生胶化问题,而在溶剂型(挥发干燥型)及水性油墨中偶尔也会出现此类问题。究其原因,主要与油墨的生产工艺流程有(yǒu)很(hěn)大关系,如催干剂的先加或后加都有(yǒu)可(kě)能(néng)造成油墨胶化。经过详细分(fēn)析,筆(bǐ)者认為(wèi)导致油墨胶化的原因主要有(yǒu)以下6种。
(1)油墨體(tǐ)系中的树脂分(fēn)子量过大,使得油墨黏度太高。
(2)油墨中黏度低的树脂连结料含量过多(duō)。
(3)油墨體(tǐ)系酸值太高。
(4)油墨中的颜料或填料带有(yǒu)一定碱性。
(5)油墨中干燥剂含量太多(duō)或选择添加的次序不当。
(6)油墨體(tǐ)系中某类溶剂,尤其是快干溶剂含量过多(duō)。
(2)油墨中黏度低的树脂连结料含量过多(duō)。
(3)油墨體(tǐ)系酸值太高。
(4)油墨中的颜料或填料带有(yǒu)一定碱性。
(5)油墨中干燥剂含量太多(duō)或选择添加的次序不当。
(6)油墨體(tǐ)系中某类溶剂,尤其是快干溶剂含量过多(duō)。
上述6种原因的前2种属于物(wù)理(lǐ)學(xué)范畴,有(yǒu)经验的油墨制造商(shāng)或包装印刷操作人员极易考虑到这两点,并采取措施加以预防,以避免油墨胶化。
而后4种原因均属于化學(xué)反应范畴,筆(bǐ)者在围绕后4种原因进行探索时发现,油墨制造过程中辅助添加剂应用(yòng)不当、分(fēn)散工艺温度过高,溶剂挥发过快等方面更容易引起油墨胶化。尤其是辅助添加剂应用(yòng)不当*容易成為(wèi)油墨胶化的“真凶”。
当油墨中某一物(wù)质的化學(xué)计量浓度大到某一数值(严格来讲,可(kě)以是一个很(hěn)窄的浓度范围)时,油墨的宏观性质就会突然发生变化。从微观角度去考察,此时油墨體(tǐ)系的活性分(fēn)子开始发生缔合,形成胶粒大小(xiǎo)不等的聚集體(tǐ),这种聚集體(tǐ)就称為(wèi)“胶团或胶束”,也称為(wèi)“缔合胶體(tǐ)”。胶团的一个重要特性是其增溶作用(yòng),使原本不溶或微溶物(wù)质的溶解度得到大大提升,这就是所谓的发胀,进一步就发展為(wèi)油墨胶化。
另外,油墨中使用(yòng)的颜料和填料的酸碱值也会对油墨胶化产生直接影响。昆明包装筆(bǐ)者曾研究过分(fēn)子量仅有(yǒu)330的松香树脂在生产溶剂型油墨时出现胶化的原因,发现强酸性色素炭黑颜料和松香的酸值对油墨胶化有(yǒu)较大影响。因為(wèi)酸性离子亲電(diàn)子,是電(diàn)子接受體(tǐ)(质子给予體(tǐ)),而碱性离子亲核,是電(diàn)子给予體(tǐ)(质子接受體(tǐ))。在油墨的制造原料中,还有(yǒu)所谓的两性溶剂和树脂,这些物(wù)质中既有(yǒu)质子给予體(tǐ),又(yòu)有(yǒu)质子接受體(tǐ)(水、醇、羧酸及硝酸纤维素等),还有(yǒu)不会形成氢键的脂肪族烃类溶剂及中性颜料和两性颜料,这些物(wù)质都与油墨胶化有(yǒu)着直接关系。当油墨中颜料的酸碱性与其他(tā)填料的酸碱性不相适应时,油墨就极易出现胶化问题。对此,我们可(kě)结合颜料、填料的酸碱特性,使油墨组分(fēn)中的酸碱性相平衡,也可(kě)添加合适的溶剂来加以弥补。
此外,油墨體(tǐ)系中的催干剂也影响到贮存过程中油墨的黏度、增胀等。如高黏度的醇酸树脂与碱性颜料氧化锌在催干剂存在的情况下一同进行研磨,会促使油墨胶化。这主要是因為(wèi)热加工过程中,游离脂肪酸类和碱性颜料起反应所致。因此,使用(yòng)高黏度油墨原料时,在研磨过程中不应加入含有(yǒu)铅、钴、锰类物(wù)质的催干剂,如果不慎使用(yòng)此类催干剂,也有(yǒu)一定的补救措施,加入1%苯甲酸即可(kě)显著降低油墨胶化倾向,但不建议将此法作為(wèi)解决措施。
值得注意的是,催干剂会加速油墨(贮存状态下)中颜料的沉降,因此切忌在颜料研磨之前加入催干剂,以免油墨在贮存过程中沉底结块。
油墨胶化的解决措施
针对油墨胶化问题,行业人士提出过诸多(duō)解决措施,总结起来有(yǒu)如下4种。
(1)在油墨中加入萘酸金属盐是解决油墨胶化*常用(yòng)的办法。
(2)当油墨太稠或因连结料聚合度过高形成胶化时,加入脂肪族烃、酯、酮等溶剂进行稀释。
(3)对于反应成皂的胶化油墨,向其中加入松香并溶于亚油,利用(yòng)高酸值物(wù)质来解除油墨胶化。
(4)对于水性油墨的胶化问题,则需要添加无机盐来加以控制。
(2)当油墨太稠或因连结料聚合度过高形成胶化时,加入脂肪族烃、酯、酮等溶剂进行稀释。
(3)对于反应成皂的胶化油墨,向其中加入松香并溶于亚油,利用(yòng)高酸值物(wù)质来解除油墨胶化。
(4)对于水性油墨的胶化问题,则需要添加无机盐来加以控制。
不难看出,以上解决措施都是针对油墨胶化之后,属于被动作业,不仅耽误生产进程,还会大大增加包装印刷企业的生产成本。
為(wèi)此,筆(bǐ)者根据油墨胶化的原理(lǐ)找出了可(kě)行的解决措施,即从油墨配方结构入手,从生产阶段做好预防,以防油墨在贮存和使用(yòng)过程中发生胶化。筆(bǐ)者从众多(duō)油墨添加剂中,筛选使用(yòng)性能(néng)*佳的防胀破胶剂,通过实验论证,筆(bǐ)者推荐仪征天扬化工有(yǒu)限公司生产的改进型磷酸酯钦酸酯偶联剂,其不仅具有(yǒu)优良的分(fēn)散性能(néng),还能(néng)使已发胀、胶化的油墨“起死回生”,在印刷过程中,只需在已胶化的油墨中添加3%~5%的防胀破胶剂,就能(néng)使油墨黏度回归,状态恢复。
经过反复研究发现,在油墨配方中添加少量防胀破胶剂(颜料含量的1.5%~2.5%),既能(néng)大大提高颜料的分(fēn)散性,又(yòu)能(néng)防止油墨在生产、贮存、印刷过程中出现发胀、胶化、沉淀,同时还能(néng)大大增强油墨的支化度,从而提高墨膜的附着牢度。更重要的是,还能(néng)降低烘烤温度及吹风量,从而显著降低包装印刷企业的能(néng)耗。