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薄膜柔印水墨 突破“最后一公里”

时间:2020-04-23 11:01:18来源:科印网作者:刘亚男、张平平、闫淑、叶壮志、

  绿色印刷已成为业界共识,印刷过程中VOCs排放治理成为行业工作重点,治理方式从过去的末端治理为重点,转变为源头削减、过程控制、末端治理并举,并以源头削减为抓手,以国家环保标准为准绳开展VOCs减排工作。2018年10月开始实施的中华人民共和国国家环境保护标准HJ/T 371-2018《环境标志产品技术要求 凹印油墨和柔印油墨》代替HJ/T 371-2007,以及最新发布的GB 37822-2019《挥发性有机物无组织排放控制标准》,将VOCs减排工作推向了新阶段。

  目前软包装领域以“溶剂墨+末端治理”的模式占主导地位。但是从产品的整个生命周期考虑(从原材料获取到设计、制造、使用、循环利用和最终处理等),其并非最佳方式,尤其是催化燃烧法存在碳排放问题,将来能否规避碳排放限制,还需要打一个问号。因此,从源头削减VOCs排放更加科学

  柔印水墨具有绿色环保的优点,被欧美等发达国家广泛应用,使用水墨的柔印已被公认为低VOCs排放的印刷工艺。我国柔印技术起步较晚,发展速度比较缓慢,随着国内外柔印技术的不断进步并日趋完善,最近两年国内包装印刷企业对柔印和水墨有了新的认识和需求。

  国内油墨企业对薄膜柔印水性油墨研究较多。目前薄膜柔印水墨虽然已成功解决了大多数原有缺点,如难以使用、油墨储存性差、基材较为局限、表面张力差等问题,但仍存在一些技术难题,如实地流平、干燥速度、色浓度、耐水性和再溶解性之间的平衡关系等。

  针对上述问题,本文将从干燥速度、色浓度、再溶解性和耐水性等方面进行深入研究,从而提高柔性水墨的印刷质量。

  干燥速度

  大多数人认为,柔印墨层较薄,因水墨干燥困难而可能影响印刷产能的困惑较小。但很多印刷样张在放置一段时间后会出现面背粘连的问题,该问题实际上是水墨的彻干问题没有解决

  根据已有报道,水墨干燥过程分为两个阶段。

  第一阶段——“湿”阶段(油墨的初干阶段),溶剂分子的挥发速率由其所在膜表面的挥发速率决定,即受溶剂分子穿过漆膜液面——气相边界层的表面扩散阻力所控制,挥发速率较大。

  随着挥发的进行,在漆膜内形成溶剂的浓度梯度,一旦溶剂穿过聚合物膜的扩散速度变得比从膜表面向气相边界层扩散慢时,即进入第二阶段——“干”阶段(油墨的彻干阶段)。

  在“干”阶段,溶剂的挥发速率受溶剂穿过聚合物膜的内扩散阻力所控制,挥发速率明显降低。印刷样张面背粘连的问题其实是“干”阶段未完全完成所致。

  针对该问题,我们尝试了几组对比试验。

  水墨的彻干速度(时间)与水性树脂比例和所添加的助溶剂有很大关系,一般水性树脂均为复配体系,即水稀释型树脂和水溶性树脂复配。使用水溶性树脂有利于提高水墨的再溶解性和颜料的分散性,但是水溶性树脂比例过高时,会影响水墨的彻干,导致印刷样张发生粘连。


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