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无苯型塑料凹印油墨制备技术的研究

时间:2004-12-01来源:作者:魏先福、曹丽丽、张伟民

注:作者为:曹丽丽、魏先福、张伟民

  无苯型塑料凹印油墨配方的确定
  凹印油墨主要组成部分为色料(颜料) 和连结料和助剂。凹印油墨大多是挥发性稀释剂型油墨糊盒,目前市场上大量所使用的挥发性油墨以溶剂型为主。配方设计原则:
  凹版油墨的基本流变特性用通俗的话说就是稠(厚)而不粘,既松而短,具有适当的触变性。油墨既要能易于充填入凹版上的着墨孔内,印在承印物表面后图文点线不铺开变大,干燥快。油墨作为一个粗分散体系显影,溶剂、树脂、颜料和助剂之间的匹配性决定着油墨的特性和印刷适性,所以它们的选择和确定就至关重要了。
  1.溶剂
  溶剂在凹印油墨中是用来溶解树脂、决定油墨干燥性能的,并对油墨粘度有严重影响。溶剂和树脂是否适应,溶剂对颜料的影响,溶剂的沸点是否合适印刷厂,溶剂本身的可燃性、毒性等性状也将影响油墨的质量。在凹印油墨中常选用那些能在常温或不高于沸点的情况下,溶解固体和半固体物质,并形成透明或浅色溶液的液态物质作为溶剂、助溶剂或潜溶剂。它们必须具有沸点在80-150℃,能充分溶解选定的树脂,能将残留在版面上的干燥墨膜溶解水墨平衡,但溶解性又不能过强,否则会在油墨进行叠印时溶解掉前一色的油墨,不腐蚀印机辊筒和刮刀,与颜料有一定的亲和性,无毒或微毒设备操作,无异常刺激味,有适当的挥发速度等。科印精品调研
  因为该次实验是针对无苯凹印塑料油墨的,所以在选用的溶剂应该为非苯类的溶剂,采用醇和酯混合溶液作为溶剂,溶解树脂组合印刷,因为它们的沸点与挥发速度与甲苯接近。所用溶剂为乙醇、异丙醇、丁酯按一定比例配成的混合溶剂。
  2.树脂
  油墨连结料是油墨中的分散介质,使颜料粒子得以良好分散,是颜料粒子的载体,使之通过印刷机转移到承印物表面,因此数码印刷,连结料赋予了油墨流动能力,印刷能力;同时它又是一种成膜物质,颜料要依靠连结料的干燥成膜性牢固地附着于承印物表面并使墨膜耐磨擦,有光泽,因此CTF,连结料决定着油墨干燥性和膜层品质。由此可见,连结料是油墨的关键组成。印刷油墨的流变性质、干燥性质、抗水性、光泽等主要是由连结料的性质决定。连结料的成分比较复杂,主要有油型连结料和树脂型连结料、有机稀释剂。
  1)油型连结料是将干性植物油加热至某一温度,并在此温度下保温而制成的,油型连结料中含有微量的游离脂肪酸,起着表面活性剂的作用媒体,有利于颜料和连结料的混合;但固着速度慢,干燥时间长。
  2)树脂型连结料是将人工合成树脂或改性树脂溶解在矿物油、植物油或挥发性稀释剂中制成的,又可分为溶解型、分散型、胶质型和挥发型四种 树脂连结料。展会
  3)有机稀释剂也是油墨连结料中的主要成分。它使油墨具有一定的流动性,当油墨转移到纸张上后,挥发性大的稀释剂迅速挥发包装总论,挥发性小的稀释剂靠毛细管作用渗入纸张内部,这样就使得留在纸张表面的树脂连结料固着在纸张表面并干燥。常用的稀释剂有醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇等。
  一般多选用树脂型连结料,在凹印油墨中,所选树脂应满足:在承印物表面有较强附着力,成膜后表面硬度高教育,有较好的耐酸、耐碱、耐化学药品和耐光的性能。软化点较高(一般在140度以上)。能形成有合适光泽和柔韧性的墨膜;能与选定的溶剂形成高浓度低粘度体系;有良好的溶剂释放性,以利快速干燥。与颜料有良好的匹配性;色浅、无气味透明。首先选择3种树脂:天津树脂;枣庄树脂;树脂2400。
  3.颜料
  颜料是一种呈细微末状的固体物质,可以呈现球状、片状等不规则形态。一般颜料粒子的直径在几百纳米到几十微米的范围内。颜料可以均匀地分散在介质中,但不溶于介质,且不与介质发生化学反应;颜料是有色体设备操作,它既赋予油墨颜色,同时,它的分散、聚集又直接影响油墨的流动性、油墨的化学稳定性及油墨的干燥性。颗粒硬度也是需要考虑的,它不可磨损版面。
  凹印油墨的颜料成分大多数为有机颜料,这是由凹印的印刷特点及印品的质量要求所决定的。有机颜料大多经过人工改良而成印刷商巡礼,较易分散于连结料中,其制成的油墨印刷适性有较大的优势,但价格往往较高。颜料对油墨印刷适性的影响主要是由颜料的性质所决定的,如分散度、遮盖力、视比容、耐抗性等。UV印刷
  1)分散度是指颜料颗粒的大小。油墨中的颜料颗粒必须完全浸没在墨膜内的连结料中,颜料颗粒的大小不能超过墨膜的厚度标准及认证,一般为5μm左右,否则会影响印刷品的光泽,颗粒越小,即分散度越高,油墨的色调饱和度就越大。凹印为网穴转移式印刷雅昌,对颜料分散度要求较高。
  2)着色力是指某种颜料在与其它颜料混合后,对混合颜料颜色的影响能力。凡是与白色物质调合而容易变淡的颜料,其着色力就弱,配制油墨应选择着色力强的颜料,用来印刷可达到用墨量少拼版,干燥快的效果。对于对油墨干燥性有较高要求的高速凹印来说,这一点至关重要。
  3)遮盖力是指颜料遮盖底色的能力。油墨是否具有遮盖力,取决于颜料的折射率与连结料的折射率之比。当这个比值为1时,颜料是透明的;这个比值大于1时,则颜料是不透明的喷绘机,即具有遮盖力。不同的印品对颜料的遮盖力有不同的要求,如印铁油墨要求颜料有较强的遮盖力,防止底色外露,而四色叠印油墨要求颜料有较高的透明度,使叠合在一起的油墨达到较好的减色效果。
  4)视比容是指每克重颜料所占的体积当纳利,用立方厘米来表示。颗粒不同的相同颜料,视比容是不同的。颜料的视比容越大,其比重越小,在连结料中不易沉淀,油墨的稳定性好。
  凹印油墨颜料的选择取决于印刷品对颜色耐水性包装安全,耐溶剂性和耐光性等方面的要求。总的来说,所选颜料应该满足细度要求,颜色要鲜明,分散性能优越。我们首先选择颜料:国产颜料(黄品青黑);进口颜料(黄品青);美利达颜料(青)。雅昌
  4.助剂
  助剂也称为添加剂,是油墨的辅助成分海德堡,是在油墨的制造以及印刷过程中使用的为改善油墨本身的性能而附加的一种材料。其作用是调整油墨的印刷适性,为了不同的目的,要在油墨的配制中添加不同种类和数量的助剂,以调整油墨的流动性、干燥性、色调等。几乎每一种油墨都有与之配套使用的辅助剂,助剂加入量很少包装设计,却对油墨的性能产生明显和重要的影响。由于助剂在油墨中占比例少,但它对油墨的分散有很大的影响。助剂的种类很多,主要有增塑剂、慢干剂、干燥剂等。
  1)增塑剂是一种高沸点、低挥发的稀释剂或低熔点的固体,用以增加高分子物质的塑性。在油墨中添加增塑剂能使原先发脆的墨层具有比较好的韧性,并使墨层与承印材料之间有比较好的粘合力。为使增塑剂能更好地完成这些功能原稿,增塑剂的分子必须渗入到连结料的长分子之间,起到一定的类似润滑的作用,使连结料的长链的热运动比较自由,聚合物就变得柔软而富有弹性。
  2)干燥剂。对于干性油,如有少量金属盐类存在则可大大加速其氧化反应包装材料,常用的金属盐有钴、锰、铅的盐类,这就是干燥剂。干燥剂在油墨干燥过程中既能加速油墨的干燥,本身又不发生任何变化。
  另外,为改善油墨的印刷适性和其他一些指标,油墨中还有其他一些助剂印刷厂,如蜡、抗氧化剂、防蹭脏剂、表面活性剂、防腐剂、撤粘剂、消泡剂等。活动
  通过对溶剂、树脂、颜料和助剂的初步选定,再经过进一步的匹配、亲和性和印刷性能的测试,最终确定了凹印油墨配方。
  
  无苯型塑料凹印油墨的制备
  1.制备方法
  分别选用碳黑和其它不同颜色的颜料,采用分散法将其分散在选定的树脂体系中。分散法是指利用各种机械通过粉碎手段将粗大颗粒的粒子变成微粒子的一种物理方法。用于分散的机械主要有震动式研磨机、三辊研磨机、球磨机、砂磨机、超声波分散器等几种。印刷油墨属于分散体系,分散体系的制备方法主要根据分散体系粘度的不同采用相应的分散技术和方法。
  分散方法主要有:
  三辊研磨法:主要适用于高粘度分散体系。
  振动研磨法:适用于高粘度或中等粘度的分散体系。
  超声波分散法: 适用于中、低粘度分散体系。
  球(砂)磨法:适用于低粘度分散体系。
  凹印油墨属于低粘度的分散体系唐山玉印,本实验采用球(砂)磨机。球磨机、砂磨机是依靠球或砂(包括球状小珠)在不同的容器和运动方式下通过对液状物料的撞击、摩擦和剪切而达到粉碎与分散作用的设备。此分散方法是将分散粒子(颜料)与成膜性材料(树脂体系)进行预混合,在研磨器中加入粒径细小的钢球或玻璃球等研磨介质,当所需的研磨材料通过研磨器时,在研磨介质的高速运动、相互碰撞作用下实现粒子的分散。这种分散方式可根据要求调整分散时间及研磨速度,以便获得分散性、分散稳定性良好的油墨分散系。标签
  2.制备工艺
  本实验采用砂磨分散法制备无苯塑料凹印油墨。具体制作方法是:按配方将溶剂A、溶剂B、溶剂C 混合。充分搅拌形成混合溶剂连线加工,再按配方加入聚酰胺树脂充分搅拌,并给于水域加热(50℃左右)。使树脂完全溶解于混合溶剂中,制成连结料。按无苯塑料凹印油墨的配方称量颜料,再将称好的颜料加入连结料中搅拌均匀,将搅拌后的油墨倒入砂磨机内研磨。研磨后的油墨应具备油墨应有的各种流变性及印刷适性。在油墨的研磨过程中曼罗兰,采用了两种研磨方法。一种是循环磨法,即在主机打开的同时,泵也要打开,让油墨充分循环;另一种方法是间歇循环式,即每半小时循环一次检测系统及仪器,其它时间不开泵,只开主机研磨不循环。试验证明从分散性能及稳定性、细度等方面来看后一种研磨方法效果较好。人民币


魏先福专栏

总访问量:59996 更新时间:2010-12-15 16:20:26

简介:博士后,北京印刷学院印刷与包装工程学院教授、硕士研究生导师。兼任中国印刷技术协会理事、中国油墨标准化技术委员会委员、中国材料网协会理事、全国印刷工程专业教学指导分委员会委员,“印刷工程”国家级特色专业、北京市特色专业负责人,“印刷工程综合训练中心”北京市高等院校实验教学示范中心负责人,获第十届森泽信夫印刷技术二等奖,被评为2007全国新闻出版行业领军人才。主要从事印刷工程、印刷材料流变学、新型材料方面的科研和教学工作。

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