如何解决胶印油墨产生的乳化
A、行业:通用油墨
B、材质:胶印油墨
1 胶印油墨产生乳化的原因
油墨主要由树脂、矿油及颜料组成。其中的树脂主要是松香和植物油改性的酚醛树脂,另外也使用石油树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂。常用的颜料包括偶氮色淀型的红色颜料、双偶氮型的黄色颜料、酞菁蓝及炭黑。胶印油墨还含有填料和助剂。
油墨在印刷时有一个与印刷药水(润版液)直接接触的过程,此时油墨中的极性物质由于亲水会导致油墨产生乳化。
这些极性物质来自油墨各组分中的极性基团,即树脂、颜料、填料及助剂中的酯键、醚键、酰胺键,各种氨基、酸根及其盐等。胶印油墨的水墨平衡性(俗称抗乳化性、抗水性)在很大程度上会影响印刷质量。
胶印油墨的过度乳化会给印刷带来实地密度降低、网点扩大、油墨流动性变差、转移性变差、堆版、浮脏等毛病。如何控制油墨乳化率,一直是胶版印刷行业普遍关心的问题。
2 胶印油墨各组分乳化作用分析
胶印油墨所使用的矿油是非极性物质,不易导致油墨乳化;胶印油墨所使用的树脂不可避免的含有酯键和醚键,具有一定的亲水作用,会导致油墨一定程度的乳化;胶印油墨所使用的填料,例如碳酸钙,是强极性物质,极易导致油墨乳化,但填料在制备过程中已经过亲油处理,亲水性有所降低:胶印油墨中所使用的助剂,例如催干剂、抗结皮剂等等,都是极性物质,也极易导致油墨乳化,但它们在油墨中的用量毕竟有限。
相对而言,在胶印油墨的各组分中,有机颜料导致油墨乳化的可能性较大, 这不仅是因为有机颜料分子中还有极性基团, 而且颜料在水相中制备,制备过程还添加各种表面活性剂,这些极性物质的存在都能导致胶印油墨的乳化。
胶印油墨所使用的红色颜料一般为偶氮色淀颜料,例如PR57、PR53、PR49等。这些颜料实际上都是有机酸的金属盐(钙盐、钡盐等),具有很强的极性。
另外,在颜料的合成过程中还会大量的使用松香皂,然后通过添加金属盐溶液(例如氯化钙、氯化钡)的形式使松香沉淀。大量松香酸盐的存在会使颜料极性明显增加,这种极性是导致油墨乳化的重要因素。
胶印油墨经常使用的黄色颜料一般为双偶氮颜料,如PY12,其分子结构是对称的,理论上对外不显示极性;胶印油墨所使用的蓝色颜料,一般为酞菁蓝PB15:3,其分子结构也是对称的,理论上对外也不显示极性。在PY12和PB15:3的合成过程中,表面活性剂以及酸、碱、盐的使用不可避免,而这些物质无法通过水洗完全去除。
另外,由于水中含有钙、镁等金属离子(水的硬度越高,钙、镁离子的含量就越高),这些物质在颜料的干燥过程中都会残留下来,最终成为导致油墨乳化的因素之一。
由于PYI2和PB15:3本身为非极性物质,所以相对而言,黄颜料和蓝颜料引起的乳化比红颜料轻微得多。胶印油墨使用的黑色颜料是炭黑,炭黑是无机颜料,本身是非极性的,但炭黑表面含有少量的羧基、醌基和酚羟基等极性基团,也能导致一定程度的乳化。
由此可以看出,在四色版胶印油墨中红色油墨最容易乳化。要降低油墨的乳化值,首先要解决红色油墨的乳化问题。
3,目前降低油墨乳化值的常用方法
目前降低油墨乳化值的常用方法是在油墨中添加抗乳化剂(又称抗水剂、水墨平衡剂)。这样添加的抗乳化剂只有少部分吸附于颜料表面,大部分助剂在油墨中处于游离状态,不仅造成抗乳化剂用量的增加,而且游离的抗乳化剂还会产生副作用(例如影响油墨的表面张力和印刷适性)。另外,这一方法通常情况下只能将油墨的乳化值降到60%左右,但对于高速印刷而言,油墨的乳化值往往需要控制在40%以下甚至更低。