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水性油墨浅析

2021-07-07 来源:河北工程机械网

水性油墨浅析

随着人类环境保护意识的不断增强,绿色环保成为21世纪的发展主题。近年来,很多国家已在包装印刷方面增加了卫生、环保方面的要求和制约条件,尤其是对食品包装印刷,由于使用有机溶剂油墨和上光油,会排放碳氢化合物,污染空气,并有损健康,所以目前发达国家的食品包装印刷已基本上不再使用溶剂型的印刷材料。研究开发和应用公害小、污染少,以至无公害的印刷材料成为绿色包装发展的必然要求,由此,有利于环境的绿色包装印刷材料必将更加受到重视。

水性油墨的组成

水性油墨是由特定的水性高分子树脂、颜料、水,并添加助剂经物理化学过程组合而成的油墨,简称水墨。水性油墨是以水作为溶剂,油墨转印到承印物后,水分挥发到环境中或者渗入承印物中,油墨随水分的挥发而干燥。水性高分子树脂是水性油墨最主要的组成部分,它在水墨中主要起连接料的作用,使颜料可以均匀分散,使油墨具有一定的流动性,并提供与承印物材料的黏附力,使油墨能在印刷后形成均匀的墨层。目前研制与开发使用较多的是碱溶性树脂,这类树脂可以被水溶解,制成水性连接料,印刷干燥后变成不溶于水的物质。

水性油墨的色相主要取决于颜料,颜料以微粒状态均匀地分布在连接料中,颜料颗粒能够对光线产生吸收、反射、折射和透射作用,因此能够呈现一定的颜色。一般要求颜料具有鲜艳的色泽,适合的着色力和遮盖力,以及较高的分散度。此外,根据使用目的不同,还可以选择不同耐抗性的溶剂。溶剂的作用是溶解树脂,使油墨具有一定的流动性,在印刷过程中能够顺利地实现转移,并对油墨的黏度和干燥性能进行调整。助剂对水墨性能的影响很大,是水墨不可缺少的重要组成部分。水墨中常用的助剂有pH 值稳定剂、慢干剂、消泡剂、冲淡剂等。

水性油墨的环保安全特性

水性油墨区别于溶剂型油墨,最大的特点在于所用的溶解载体。溶剂型油墨的溶解载体是有机溶剂,如甲苯、乙酸乙酯、乙醇等,而水性油墨的溶解载体是水和少量的醇(约3%~5%)。由于用水作溶解载体,水性油墨具有显著的环保安全特点:安全、无毒、无害、不燃不爆、几乎无挥发性有机气体产生。主要表现在以下四个方面:

1.对大气环境无污染;

2 . 减少印刷品表面残留毒物,保证食品卫生安全;

3.减少资源消耗并降低环保成本;

4 . 提高了作业环境的安全性,保障接触操作人员的健康。

水性油墨的应用概况

从印刷方式上看,水性油墨目前对胶印还不适用,其最主要的应用领域是柔性版印刷、凹版印刷与网版印刷。

目前已经大量使用水性网印油墨的国家有瑞典、德国和美国。自20世纪80 年代以来,国际上已开发出织物、纸、PVC、PS、铝箔及金属上网印的有光和无光水性油墨。我国的网版印刷发展速度很快,而网印水性油墨的研制开发及普及的进展速度却较缓慢。值得欣慰的是,我国在网印水性油墨研发上已引起人们的关注,经过几年的努力已取得一些成果。据报道,我国在纸张和塑料等承印材料上已经应用了网印水性油墨。

网版印刷中使用水性油墨要注意的问题

1.在网版印刷中,要注意控制水性油墨的参数,包括油墨的黏度、流动性、触变性和可塑性等。

2 . 注意水性油墨的控制指标。水性油墨的控制指标主要有细度、黏度、pH值和干燥速度等,它们对油墨的应用效果起决定性作用。

3.由于水性油墨为纯水性体系,因此使用中要注意不要将水性油墨与醇性油墨和溶剂型油墨混合使用或在墨中加入有机溶剂,以免出现印刷质量问题。

4.使用水性油墨时,应将其搅拌均匀,测量黏度合适后倒入墨槽,若黏度不合适,可用稀释剂或增稠剂进行调节,并注意控制油墨的pH值,一般掌握在8.5~9.5。印刷过程中,由于水的挥发,水墨黏度会升高,pH值下降,所以要经常观察油墨的使用情况,发现油墨黏度升高或pH 超出控制范围时,应及时采用稀释剂和pH 稳定剂进行调节,以保证黏度和pH值的稳定。

5.一般情况下,水墨极适于高速印刷,低速印刷时若遇到干燥速度太快或印刷效果不佳的情况,可添加一定比例的慢干剂。

6.印刷完毕后应将剩余水墨收回相应的原装桶或将墨槽的盖子盖严,以备下次再用。防止由于水墨表面结膜、变稠甚至变干。水性油墨宜存放在通风阴凉的室内,室温控制在5~45 ℃。

7.印刷后残留在印刷设备上的油墨在其未完全干燥时可用清水冲洗,无法用清水洗净的墨可用清洗剂进行清洗。

8.水墨的印刷适性受印刷条件、承印物表面特性、环境温湿度、存放时间长短等客观条件的影响,因此在使用时,需要用一些助剂对水墨做细微调整以获得最佳的印刷效果。水性油墨中常用的助剂有色料、pH 值稳定剂、慢干剂、消泡剂、冲淡剂等,印刷中要熟悉助剂的特点和使用方法。

1)色料用于加深颜色,其用量一般应控制在0~30%,超过30%将会使水墨中连接料含量过低,导致其附着力和耐磨性下降。

2)pH 值稳定剂用于调节和控制水性油墨的pH值,使其稳定在8.0~9.5,保证水性油墨印刷状态。同时,它还可以调节水性油墨的黏度,并对油墨进行稀释。

3)慢干剂用于降低水墨的干燥程度,慢干剂可以抑制和减缓水基油墨的干燥速度,防止油墨在印版上干燥,减少堵版和糊版等印刷故障的发生。慢干剂的用量一般应控制在总墨量的0~10%,如果加入量过多,油墨干燥不彻底,印刷品就会粘脏或产生异味。

4)冲淡剂主要用于降低颜色的深度,用量不限。但加入大量冲淡剂可能会导致水墨黏度略有上升,这时可同时加入少量稀释剂进行调节。

5)稀释利主要用于降低水墨的黏度,用量应控制在3%以内,才不致降低水墨的颜色深度,并可保持水墨的pH值不变。稀释剂应边搅拌边缓慢加入以防黏度过低。如果加入较多的稀释剂或使用硬度高的自来水稀释会产生气泡,这时应加入消泡剂。

6)水性油墨使用中出现泡沫问题的主要原因是其以水作为稀释剂,在乳液聚合时就必须使用一定数量的乳化剂,使乳液体系表面张力大大下降。消泡剂的作用是抑制和消除气泡的产生,避免因产生气泡而出现针孔、漏白、墨色不均匀等印刷质量问题,但一般消泡剂的用量要控制在0.1%~0.2%。

7)增稠剂主要用于增加水墨的黏度,同时还能赋予油墨优异的机械及物理化学稳定性,在印刷时起到控制流变性的作用,但用量不可太多,如果水性油墨中使用太多的增稠剂,会使气泡的膜壁增厚而增加其弹性,使泡沫不易消除,一般控制在0.5%~1%为好。

8)快干剂主要用于加快水墨的干燥速度,用量为0~30%。

9)防沉降剂能使油墨中的颜料粒子悬浮分散均匀而不易集结沉降,避免产生浮色现象。

水性油墨未来的发展趋势

由于水性油墨所具有的优良环保特性,目前发达国家和地区都在努力开发和使用水性油墨,以逐步取代溶剂型油墨。以水性油墨印刷为主要发展对象的包装印刷在国际上已经形成一种趋势。从国际包装印刷的发展趋势来看,水性油墨已从单一的纸箱墨向各种基材、多套色印刷发展。

在美国和一些欧洲国家已禁止使用含苯的溶剂型油墨,取而代之的是绿色环保型油墨。目前,美国塑料印刷中有40% 采用水性油墨。其他发达国家,如日本、德国、法国等,在塑料薄膜印刷中也越来越多的使用水性油墨,英国已立法禁止使用溶剂型油墨印刷包装食品用的薄膜。近年来,我国对食品的包装也做出了一些规定,水性油墨印刷的地位在我国正得到不断提高。

转载自:丝网印刷

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