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怎样处理生产中油墨胶化的问题

时间:2015-05-11 10:30来源:www.myyinshua.com 作者:广州旭日彩印厂 点击:

【广州印刷厂】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,许多行业人士称之为“不下墨或墨脱辊”,这主要是因为油墨体系中颜料、填料发胀,从而导致油墨整体胶化所致。油墨一旦发生胶化,处理起来也比较麻烦,有的采用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,有的添加中、高黏度的调墨油或稀释剂来调节油墨,有的则直接将胶化的油墨倒掉,更换新的油墨。这些做法不仅具有一定局限性,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很大关系,如催干剂的先加或后加都有可能造成油墨胶化。经过详细分析,笔者认为导致油墨胶化的原因主要有以下6种。

  (1)油墨体系中的树脂分子量过大,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。(3)油墨体系酸值太高。(4)油墨中的颜料或填料带有一定碱性。(5)油墨中干燥剂含量太多或选择添加的次序不当。(6)油墨体系中某类溶剂,尤其是快干溶剂含量过多。

  上述6种原因的前2种属于物理学范畴,有经验的油墨制造商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种原因均属于化学反应范畴,笔者在围绕后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不当、分散工艺温度过高,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不当最容易成为油墨胶化的“真凶”。

  当油墨中某一物质的化学计量浓度大到某一数值(严格来讲,可以是一个很窄的浓度范围)时,油墨的宏观性质就会突然发生变化。从微观角度去考察,此时油墨体系的活性分子开始发生缔合,形成胶粒大小不等的聚集体,这种聚集体就称为“胶团或胶束”,也称为“缔合胶体”。胶团的一个重要特性是其增溶作用,使原本不溶或微溶物质的溶解度得到大大提升,这就是所谓的发胀,进一步就发展为油墨胶化。

  另外,油墨中使用的颜料和填料的酸碱值也会对油墨胶化产生直接影响。笔者曾研究过分子量仅有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较大影响。因为酸性离子亲电子,是电子接受体(质子给予体),而碱性离子亲核,是电子给予体(质子接受体)。在油墨的制造原料中,还有所谓的两性溶剂和树脂,这些物质中既有质子给予体,又有质子接受体(水、醇、羧酸及硝酸纤维素等),还有不会形成氢键的脂肪族烃类溶剂及中性颜料和两性颜料,这些物质都与油墨胶化有着直接关系。当油墨中颜料的酸碱性与其他填料的酸碱性不相适应时,油墨就极易出现胶化问题。对此,我们可结合颜料、填料的酸碱特性,使油墨组分中的酸碱性相平衡,也可添加合适的溶剂来加以弥补。

  此外,油墨体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。这主要是因为热加工过程中,游离脂肪酸类和碱性颜料起反应所致。因此,使用高黏度油墨原料时,在研磨过程中不应加入含有铅、钴、锰类物质的催干剂,如果不慎使用此类催干剂,也有一定的补救措施,加入1%苯甲酸即可显著降低油墨胶化倾向,但不建议将此法作为解决措施。

  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解决措施,总结起来有如下4种。

  (1)在油墨中加入萘酸金属盐是解决油墨胶化最常用的办法。(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,利用高酸值物质来解除油墨胶化。(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。

  为此,笔者根据油墨胶化的原理找出了可行的解决措施,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过程中发生胶化。笔者从众多油墨添加剂中,筛选使用性能最佳的防胀破胶剂,通过实验论证,笔者推荐仪征天扬化工有限公司生产的改进型磷酸酯钦酸酯偶联剂,其不仅具有优良的分散性能,还能使已发胀、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,就能使油墨黏度回归,状态恢复。

  笔者经过反复研究发现,在油墨配方中添加少量防胀破胶剂(颜料含量的1.5%~2.5%),既能大大提高颜料的分散性,又能防止油墨在生产、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,还能降低烘烤温度及吹风量,从而显著降低包装印刷企业的能耗。

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