柔版水墨的配方設計要素

柔版水墨的配方設計要素摘要：本文從印刷實際使用的效果出發(fā)，介紹了柔版水墨的配方設計要點、固化性質和應注意的技術控制指標。關鍵詞：水性油墨、干燥成膜、技術控制、PH值水性油墨作為一種新型印刷油墨，沒有溶劑性油墨中某些有毒、有害物質在印刷品中殘留和對包裝商品的污染，改善了總體環(huán)境質量。所謂水性油墨主要是以水為溶劑經科學加工而成，水性油墨與其他印刷油墨相比，由于不含揮發(fā)性有毒有機溶劑，故在印刷過程中對印刷機操作人員的健康無不良影響，對大氣環(huán)境及印刷品本身均無污染。由于水墨具有不易燃的特點，還可消除印刷車間易燃易爆的隱患，有利于安全生產。當然，現在水墨與油墨的適用范圍不盡相同，油墨以膠印為主，水墨以柔印、凹印為主。在歐美和日本等發(fā)達國家，水墨已經逐步取代油墨，成為除膠印外其它印刷方式的專用墨。以美國為例，95%的柔版印刷品采用水墨，80%的凹版印刷品采用水墨。一、水基柔性版油墨概念水性油墨由水性高分子樹脂和乳液、有機顏料、溶劑（主要是水）和相關助劑混合而成。水性油墨具有不含揮發(fā)性有機溶劑，不易燃，不會損害油墨制造者和印刷操作者的健康，對大氣環(huán)境無污染等特性。水性油墨是由水溶性樹脂、高級顏料、溶劑和助劑經科學復合加工研磨而成。水溶性樹脂在油墨中主要起連結料的作用，是使顏料顆粒均勻分散，使油墨具有一定的流動性，并提供與承印物材料的粘附力，使油墨能在印刷后形成均勻的膜層。油墨中的色相主要取決于顏料，顏料是以微粒狀態(tài)均勻地分布在連結料中，顏料顆粒能夠對光線產生吸收、反射、折射和透射作用，因此能夠呈現一定顏色。一般要求顏料具有鮮艷的色澤、適當的著色力和遮蓋力，以及較高的分散度。此外，根據使用目的的不同，還可以具有不同的耐抗性。溶劑的作用是溶解樹脂，使油墨具有一定的流動性，在印刷過程中能夠順利地實現轉移，并對油墨的黏度和干燥性能進行調整。水性油墨的溶劑主要是水及少量乙醇。水性油墨的性能要求長期存放沉淀后，經攪拌后應很容易再分散。要有良好的流動性能和黏度。有良好的儲存穩(wěn)定性。于燥性能要快而恰當。不能對印版及印刷機有任何不良影響。二、水性柔性版油墨配方的技術依據1.水性連結料的中和成鹽機制水性油墨采用水性連結料。經常選用的連結料選用的樹脂有：松香改性馬來酸樹脂、水溶性丙烯酸樹脂、苯乙烯改性馬來酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、蟲膠、酪烷等。水性連結料基本分為三類：水溶性、堿溶性和擴散性聚合物。許多高分子（水溶性）原來并不溶于水或僅部分溶于水，只有添加一種酸或堿，才因電離作用而溶于水。典型的例子是聚丙烯酸和聚酰胺分別是陰離子和陽離子型電解質。這些物質水溶液的pH值與它的黏度、絮凝效果、穩(wěn)定性、分散性等密切相關。故在水溶性聚合物的分子鏈上含有一定數量的強親水性基團，如羧基、羥基、胺基等，但這些極性基團與水混合時多數只能形成乳濁液。而羧酸鹽能溶于水，因此水溶性連結料的制造往往是使用高酸態(tài)的合成樹脂，再以胺中和成鹽。目前油墨行業(yè)主要采用的是丙烯酸樹脂連結料，其在光澤度、耐候性、耐水性、耐化學性和耐污染性等方面都具有顯著的優(yōu)勢，在直接分散溶解或合成分子乳膠時都具有優(yōu)良性能。2.揮發(fā)、滲透、固化反應或三者兼有的干燥成膜機制水性油墨附著在承印物上之后，便從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的皮膜，粘接在承印物上，這一變化的過程稱為水性油墨的干燥。水性油墨的干燥分兩個階段完成：水性油墨由液態(tài)變?yōu)榘牍虘B(tài)，不能再流動轉移，是水性油墨的初期干燥階段，用初干性表示；半固態(tài)水性油墨中的連接料的主體部分發(fā)生物理或化學反應完全干固成膜，是水性油墨的徹底干燥階段，用徹干性表示。水性油墨印刷晶徹底干燥后，具有很強的抗水性或耐摩擦性。水性油墨的初干階段和徹干階段統(tǒng)稱為水性油墨的固著干燥。根據不同的印刷基材，水性油墨的干燥方式有揮發(fā)、滲透等方式。一般來說，印刷工藝以及相應的干燥方式決定所用的油墨配方體系。為滿足柔性版印刷的工藝要求及水性油墨自身的特點，根據不同的印刷基材，水基柔性版油墨的干燥方式有揮發(fā)、滲透、固化反應或三者兼有。揮發(fā)干燥機制對于承印物為非吸收性基材的柔性版印刷，其干燥方式主要以揮發(fā)干燥為主，即采用樹脂/溶劑的油墨體系，具體原因如下。柔印機速度很快，一般速度可達80?200m/min以上。一般來說第一色印完到第二色印刷，其間隔僅幾秒到零點幾秒。對于非吸收性基材，在所有的干燥類型中，僅揮發(fā)干燥可滿足這一要求。只有墨膜中的液體盡快脫出，才能使油墨迅速干燥，如利用沸點不高的溶劑有瞬間揮發(fā)的特性。快干性也要求油墨為低黏度而且稀薄的液體。油墨的干燥速度首先取決于油墨中溶劑的揮發(fā)速度。油墨中溶劑的揮發(fā)，主要存在如下影響因素。a.不同樹脂對溶劑揮發(fā)速度的減緩程度不同。溶解度越大的樹脂，溶劑越難以脫出，揮發(fā)速度越低。b?顏料在油墨中所占的比例越大，溶劑的揮發(fā)速度越低：顏料粒子的半徑越小，比表面積越大，溶劑的揮發(fā)速度越低：不同種類的顏料對溶劑的脫出性不相同。c.環(huán)境溫濕度的影響。印刷車間室溫越高，溶劑的揮發(fā)速度越快，反之則慢。室內空氣流通，溶劑揮發(fā)快，若室內比較閉塞，溶劑揮發(fā)就慢。所以柔印機都配有加熱和排風系統(tǒng)。滲透吸收干燥滲透吸收干燥主要是依靠紙張對水性油墨的滲透吸收而固著干燥。當水性油墨與一個多孔表面如紙張接觸時，將會有一部分連接料滲入紙張表面結構上有縫隙的部位，顏料留在承印物表面，而完成其干燥過程。在這個過程中，水性油墨已經成為固體紙張的一部分了。滲透干燥型水性油墨只能在吸收性材料(如紙張)表面印刷，干燥方式以滲透吸收為主。連接料向紙張內部滲透的程度與紙張內毛細管吸力成正比，即紙張的吸墨性取決于其內部的疏松程度，也就是紙張的緊度和組織勻度。實際印刷時，還應考慮印刷壓力、壓印時間、油墨黏度的影響。油墨固化和干燥過程與油墨對吸收性基材的滲透關系很大。滲透量大少或太淺，油墨黏著不牢，且不易干燥。但是，滲透量太大或太深，就會造成透印問題，也會降低油墨光澤。水性油墨的色料色料通常使用耐堿性顏料，包括有機顏料和無機顏料,要求在水中分散性較好,其本質上與溶劑油墨中的色料相同。一般的要求就是需要色彩鮮艷和著色力強的顏料。有時為了提高油墨的色強度和改善黏度，也可以使用染料。各種顏料都要經過陰離子、非離子表面活性處理改善水的表面張力和極性，有利色劑分散，未經處理的色劑分布不均勻而不利于印刷。染料由于溶于連結料中，所以著色力大，色相鮮明，流動性好。制造水墨時不需要調墨工序，但油墨耐水性和耐光性差。顏料以顆粒狀態(tài)分散于連結料中，為了提高著色力，使顆粒分散均勻，需要調墨工序。堿性染料中的若丹明、維多利亞等耐光性雖弱，但色相鮮明，著色力大，因此常用作軟包裝的印刷油