薄膜水性凹印油墨生产和使用探讨

水性油墨因其不含挥发性有机溶剂、不可燃、环保性好以及价格便宜等诸多优点，被业界普遍认为是一种极具前途的环保型油墨。目前，在欧美以及日本等发达国家和地区，水性油墨早已成为主流印刷用油墨，有些国家甚至通过立法等方式来大力倡导水性油墨的研发与应用。然而在我国，其推广应用受到了附着力不好、耐摩擦和耐划伤性差、颜色不够鲜艳、光泽度低、干燥太慢等缺点的限制尚未普及，这里我们探讨一下薄膜水性凹印油墨生产和使用的注意事项。

选择合适的分散剂

选择合适的分散剂，充分发挥分散剂的静电排斥作用和空间位阻作用，是获得良好分散性能的基础，也是保证水性凹印油墨印刷适性的关键。水性凹印油墨选用的分散剂一般为高分子分散剂，其分子中不仅含有能牢固吸附在颜料粒子表面的吸附基团，同时还含有在树脂溶液中展开的链段，发挥空间稳定作用。颜料粒子在水性凹印油墨中的分散稳定性就是由分散剂的静电排斥和空间位阻两种作用控制的。选择具有颜料锚定基的分散剂，通过化学吸附或者物理吸附牢固地锚定在颜料粒子的表面，以确保颜料粒子在进行布朗运动时高分子化合物不会产生脱吸；并且分散剂具有与树脂溶液相容的自由伸展链部分，构成一定厚度的吸附层，可以使颜料粒子间保持一定的距离。一旦吸附层重叠，可依靠重叠层区域内产生的自由能使颜料粒子斥开，达到远程排斥作用。

薄膜水性凹印油墨分散状况的好坏直接影响着其在薄膜上的附着力，分散状况好，油墨与薄膜的化学亲和力就强，附着力随之提高；反之，分散状况差，附着力就越差。通过实验发现，将95%的水性凹印油墨的粒径控制在5μm以下，印刷适性就能够符合要求。

控制好黏度和pH值

由于薄膜凹印速度很快，这就对水性凹印油墨的黏度有了一定的要求。如果黏度过高，会影响转移性能，易造成脏版、糊版等弊病；黏度太低，会造成水性凹印油墨印刷流挂现象。一般水性凹印油墨的黏度最好控制在15～25秒（涂4#杯，25℃）。

此外，pH值对水性凹印油墨的性能也有较大影响。pH值过大，水性凹印油墨的树脂会重新发生缠结，从而使黏度降低，同时，由于树脂对水的释放性变差，继而也会导致水性凹印油墨的干燥性变差。一般应将水性凹印油墨的pH值控制在8.5～9.0，不可过大或过小。为了探讨pH值对水性凹印油墨干燥速度的影响，我们通过实验在稀释溶剂中加入不同量的胺中和剂调节油墨的pH值，分别用流变仪和酸碱度计测量油墨的黏度和pH值。这里之所以加入胺中和剂主要是因为水性凹印油墨所使用的树脂为碱溶性树脂，印刷过程中会有氨不断挥发，造成pH值下降，加入少量胺中和剂不仅能够缓解氨挥发的现象，而且还能适当调节水性凹印油墨体系的pH值。

表1为实验室条件下得到的一组数据，可以发现，在pH值大于8.5时，水性凹印油墨的黏度随着pH值的升高而降低，同时通过干燥性测试发现，此时水性凹印油墨的初干性也随之下降，干燥性变差。这主要是因为当水性凹印油墨中加入过量碱时，会形成较多的离子（如NH4+），使聚合物在离子化时产生再压效应，树脂的一些链发生重新缠结，导致水性凹印油墨的黏度降低以及油墨中树脂对溶剂的释放性变差。需要说明的一点是，实验中主要考察pH值对水性凹印油墨的影响，黏度并非实际生产所需要的黏度，可以通过添加溶剂调节至合适的黏度。

 表1 胺中和剂对水性凹印油墨pH值和黏度的影响

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