平時(shí),在油墨印刷過(guò)程中,我們有時(shí)會(huì)遇到印刷出現(xiàn)條痕或色彩淺淡的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象被業(yè)界稱為不下墨和墨脫輥的故障,產(chǎn)生這種故障的原因,是因油墨印刷,油墨體系的顏料、填料發(fā)脹導(dǎo)致油墨整體膠化所致。
從理論角度上來(lái)解釋:油墨的屈服值太高,油墨太短而或了乳酪狀。從實(shí)用的角度講:油墨中的顏料、填料太多,才使油墨膠化或在貯存過(guò)程中水進(jìn)入了油墨體系而導(dǎo)致部分絮凝。
長(zhǎng)期以來(lái),人們針對(duì)發(fā)脹或膠化采取不斷攪拌墨斗中的油墨,或者在墨斗中安裝一個(gè)攪拌器,也有在墨斗的油墨上放一個(gè)鐵棍,將油墨推向墨斗輥,以保持油墨印刷的流動(dòng)性。操作工大都喜歡采用中、高粘度的調(diào)墨油或稀釋劑調(diào)節(jié)油墨(但這必須隨調(diào)隨用,否則仍會(huì)繼續(xù)發(fā)脹或膠化)。而有一些印刷廠家則是把該油墨倒掉,更換流動(dòng)性好而又抗水性強(qiáng)的油墨再去印刷?v觀上述故障,筆者圍繞這一問(wèn)題進(jìn)行探討、分析并就如何排除該故障的新方式提出見(jiàn)解。
油墨的膠化與酸堿的關(guān)系
油墨的膠化問(wèn)題在早期的油型(氧化干燥型及滲透干燥型)的油墨是經(jīng)常會(huì)遇到的,而在溶劑型(揮發(fā)干燥型)及水性油墨中偶爾也會(huì)碰到。必須知道,造成膠化的原因是非常復(fù)雜的(包括油墨制造的工藝流程,如催干劑的先加與后加等等)。隨著科學(xué)的發(fā)展,新材料的運(yùn)用,使我們加強(qiáng)了科學(xué)理論的研究,和對(duì)油墨組份材料質(zhì)量的控制。當(dāng)今天油墨之組成結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,那么,各種弊端也會(huì)隨時(shí)出現(xiàn),但會(huì)得到控制。膠化的原因,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為有以下六種:
1.油墨體系的樹(shù)脂分子量過(guò)大(粘度太高);
2.固體組份太多(即使粘度小的樹(shù)脂連結(jié)料也不例外);
3.油墨體系酸值太高;
4.顏料、填料帶有堿性;
5.干燥劑含量太多或選擇添加的次序不當(dāng)(如油墨生產(chǎn)前與生產(chǎn)后便會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果);
6.油墨體系的溶劑尤其是快干溶劑過(guò)多;
從上述六種原因可以看出:前兩種是屬于物理學(xué)范疇,而對(duì)于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的油墨制造者或包裝印刷的操作者極易避免和容易排除的。后四種原因同屬于化學(xué)(反應(yīng))范疇。我們?cè)趪@后四種原因探索時(shí)還會(huì)發(fā)現(xiàn);分散工藝的溫度過(guò)高,溶劑的揮發(fā),輔助添加劑的應(yīng)用不當(dāng)也可能會(huì)引起油墨酸化的傾向。例如分子量?jī)H有330的松香樹(shù)脂在采用高色素槽墨生產(chǎn)溶劑性柔性快干油墨印刷時(shí)會(huì)出現(xiàn)膠化、堆放而難以上墨的故障。此外,還應(yīng)注意強(qiáng)酸性的色素炭墨顏料和松香酸值的利弊關(guān)系。這都足以說(shuō)明酸[酸是親電子的,是電子接受體(質(zhì)子給予體)]堿是親核的,是電子給予體(質(zhì)子接受體),還有所謂兩性溶劑的樹(shù)脂(既有質(zhì)子給予體,又有質(zhì)子接受體的水、醇、羧酸及硝酸纖維素等),其次還有一個(gè)不會(huì)形成氫,鍵的脂族烴類溶劑及中性顏料和兩性顏料等等都與膠化的關(guān)系早已顯而易見(jiàn)。也就是人們常說(shuō)的顏料的酸堿特性與連結(jié)料的酸堿特性不相適應(yīng)時(shí),我們可以采用多種樹(shù)脂與顏料、填料酸堿特性相適應(yīng)而平衡或選擇適當(dāng)?shù)娜軇┒玫綇浹a(bǔ)或改善,這是一種常規(guī)的補(bǔ)救措施。
我們?cè)趯倩瘜W(xué)(反應(yīng))范疇進(jìn)行探索時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn):在其化學(xué)計(jì)量濃度大到某一數(shù)值(嚴(yán)格地說(shuō)是一個(gè)很窄的濃度范圍)時(shí),各種宏觀性質(zhì)就會(huì)發(fā)生突然的變化。從微觀角度考察,這時(shí)的油墨體系的活性分子開(kāi)始發(fā)生締合,形成膠粒大小不等的聚集體。這種聚集體就稱為膠團(tuán)或膠束,也稱為締合膠體。膠團(tuán)的一個(gè)重要特性就是其增溶作用的結(jié)果,使原本不溶的或微溶的物質(zhì)溶解度大大得到增加——俗稱發(fā)脹,從而便加速了化學(xué)反應(yīng)的作用,其反應(yīng)的機(jī)理極有可能與連結(jié)料尤其是顏料分散過(guò)程有密切關(guān)系。
排除發(fā)脹、膠化的方法
除上述所提到的原因之外,油墨體系中的催干劑也能直接影響油墨在貯存過(guò)程中的粘度、增漲及顏料、填料的沉底。例如高粘度的醇酸樹(shù)脂與堿性顏料氧化鋅在催干劑存在下一同研磨,在貯存過(guò)程中會(huì)促使油墨膠化和發(fā)脹。這是由于熱加工過(guò)程中,游離脂肪酸類和堿性顏料起反應(yīng)所致。因此,高粘度的油墨原料制造油墨時(shí),在磨過(guò)程中,不應(yīng)加鉛、鉆、錳、催干劑。但在加入1%苯甲酸后可降低發(fā)脹傾向。催干劑的另一弊病是:能加速油墨在貯存過(guò)程中顏料的沉降。如以鈦白粉制造油墨時(shí),在磨時(shí)加環(huán)烷酸鋅,顏料易沉降而結(jié)成硬塊。因而在顏料研磨前加入催干劑,便會(huì)導(dǎo)致油墨的貯存性差,易發(fā)脹、膠化及沉底結(jié)塊。
近年來(lái),人們?cè)趪@油墨的發(fā)脹、膠化及沉淀結(jié)塊,提出過(guò)這樣和那樣的種種補(bǔ)救措施。但其解決方法往往是在故障出現(xiàn)后才引起人們的重視。這是一種被動(dòng)作業(yè)的方法,不僅加大了包裝印刷廠家的生產(chǎn)成本及延誤了時(shí)間,同時(shí)也帶來(lái)了一定的處理難度。多年來(lái)業(yè)內(nèi)人士根據(jù)油墨體系的膠化、變、稠、成塊的現(xiàn)象,研究找出鹽基顏料與酸值較高或含有游離脂肪酸的連結(jié)料反應(yīng)成皂。由于連結(jié)料本身凝聚膠化、油墨體系吸入了水分、顏料含量太高、使用的連結(jié)料與顏料不平衡(不恰當(dāng))、連結(jié)料與油脂的助劑混溶性不良、高聚物連結(jié)料由酸溶結(jié)構(gòu)被顏料吸收也會(huì)加速膠化等,一般排除方法大體有如下四種:
l.大稠或因連結(jié)料聚合度過(guò)高形成的膠化時(shí),加入脂族烴、酯、酮等稀釋。
2.反應(yīng)成皂的膠化類油墨加入松香溶于亞油中利用其高酸值物質(zhì)來(lái)解除。
3.在油墨里加入芮酸金屬鹽是過(guò)去通常用的方法。
4.水墨則需添加無(wú)機(jī)鹽便可得到控制。
業(yè)內(nèi)人士針對(duì)以上所述的故障,分析油墨配方結(jié)構(gòu),篩選出市售的防脹、破膠劑的新材料加以論證后認(rèn)為:儀征天楊化工廠(國(guó)家免檢產(chǎn)品)生產(chǎn)的一種改進(jìn)型磷酸酯欽酸酯偶聯(lián)劑,除具有對(duì)顏料的優(yōu)良分散性能外,還有特殊的能使已發(fā)脹、膠化的油墨“起死回生”的功效。例如在印刷過(guò)程中只需在已發(fā)脹的油墨里添加3-5%防脹、破膠劑就能使上述故障得到抑制,恢復(fù)油墨原狀結(jié)構(gòu),粘度回歸。根據(jù)儀征天楊化工廠生產(chǎn)的防脹、破膠劑的特性,我們?cè)谟湍浞街兄恍柚苯犹砑宇伭、填料?.5~2.5%防脹破膠劑便可避免油墨印刷的發(fā)脹和膠化。也可采用甲苯或二甲苯一比一與該產(chǎn)品先稀釋后再添加在油墨組分一起研磨分散,既能大大提高顏料的分散性,又能防止油墨在生產(chǎn)、貯存、印刷過(guò)程中因發(fā)脹、膠化、沉淀而導(dǎo)致的條痕或色彩淺淡故障。同時(shí)還能大大提高油墨的支化度而增大墨膜的附著牢度,并能降低油墨或揮發(fā)干燥型(溶劑型)油墨烘烤溫度及吹風(fēng)量,從而有效地促進(jìn)油墨正常印刷的流動(dòng)性。
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