水性油墨的研發(fā)

1、水性油墨的研發(fā)水性油墨簡稱為水墨，柔性版水性墨也稱液體油墨，它主要由水溶性樹脂、有機顏料、溶劑及相關助劑 經(jīng)復合研磨加工而成。水性油墨特別適用于煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衛(wèi)生條件要求嚴格的包裝 印刷產(chǎn)品。.水溶性樹脂水溶性樹脂或水分散性樹脂皆為水性墨的連接料，它對油墨的粘度、附著力、光澤、干燥及印刷適應性都有很大的影響。在國內，常采用松香改性馬來酸樹脂作連接料來制作油墨，但此種油墨僅能用于印刷一般紙箱，滿足不了中、高檔包裝印刷所要求的光澤和耐水性的要求。氨基甲酸乙酯樹脂的穩(wěn)定性較好，但印刷適應性和可溶性略差一些，其他還有用苯乙烯改性馬來酸樹脂、水性氨基樹脂以及聚乙烯醇和竣甲基纖維素等

2、，這些高分子樹脂一般均含有 COOH竣基）、OH （羥基）、NH2（胺基）等親水基團，經(jīng)過特定的工藝處理，成 為完全溶于水的樹脂，可以作為水性油墨的連接料。但是，依然明顯地存在一些不盡人意的地方，且對水性油 墨的印刷適應性、光澤度、耐水性等都有不同的影響（見表 1）。馬來酸樹脂氨基甲酸乙酯樹脂水性氨基樹脂竣甲基纖維素水溶性丙烯酸樹脂顏料分散性中中良良優(yōu)印刷適應性中中 1中良優(yōu)耐濕摩擦性中中良中優(yōu)耐干摩擦性差中差中優(yōu)油墨穩(wěn)定性中良中優(yōu)耐熱性差差中中極優(yōu)耐水性差差1中差優(yōu)著色性中中差中良光澤差差中差良由表1可知，選用水溶性丙烯酸改性樹脂作水性油墨的連接料，其光澤度、耐候性、耐熱性、耐水性、耐 化學

3、性和耐污染性等方面均具有顯著的優(yōu)勢，在直接分散溶解或合成高分子乳液時，也均能表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。用該樹脂制成油墨，產(chǎn)品可達到國外先進產(chǎn)品的質量水平。.水性油墨的顏料顏料賦予了油墨顏色特征，滿足了印刷對色彩的要求。一般的有機顏料和無機顏料都可用于水性油墨。由于水性油墨的樹脂大多為堿溶性的，所以選用顏料時，須使用能耐堿性的顏料。但是，水墨中顏料的分布密度 較溶劑型油墨要大得多，而水的表面張力及極性都與溶劑差別大，使得顏料分散較為困難，直接影響到油墨的穩(wěn)定性、粘度和pH值。采用添加表面活性劑可增加樹脂和水的親和力及顏料與水溶性連接料的親和力，從而 解決油墨的穩(wěn)定性問題。水墨的粘度和pH值是需要精確控制

4、的。當 pH值高于時，堿性太強，油墨的粘度會降低，干燥速度變慢、耐水性能變差；當pH值低于8時，堿性又太弱，油墨的粘度升高，干燥速度加快，會造成臟版、糊版、起泡等缺陷。在印刷過程中選用顏料時，應選擇國產(chǎn)顏料中色澤艷亮、粘度低、體系穩(wěn)定的高 級顏料來制作水性油墨。為提高水性油墨的各項性能需添加各種助劑，而水性油墨所用助劑較溶劑型油墨更為重要。常用的水性油墨助劑有以下幾種：消泡劑：用來消除水性油墨中的泡沫，用量一般為1%2%。穩(wěn)定劑：主要防止水墨在貯藏、運輸中聚結、發(fā)霉，降低水墨粘度和調節(jié)水墨的pH值，一般使用氨水或乙醇胺等助劑。其他助劑：分散劑、防腐劑、流平劑、增滑劑及交聯(lián)劑等。通過科學使用這些

5、助劑來改善水性油墨的弱 點，可提高水性油墨的穩(wěn)定性能。4.水性油墨所用溶劑水性油墨所用溶劑需具有：溶解樹脂，給與墨性；調節(jié)粘度，給與印刷適應性；調節(jié)干燥速度。水 性油墨還要求具有無毒的特性，因而它的溶劑主要是純凈水和少量的醇類，如水、乙醇、丁醇、異丙醇等。這 些溶劑可以輔助水增強溶解樹脂的能力，提高顏料的分散性能，并加速滲透，抑止發(fā)泡。.優(yōu)選出的水性油墨基本配方水溶性丙烯酸樹脂 25%35%水15%25%乙醇5%15%三乙胺5%10%顏料10%30%助劑1%3%.水性油墨的生產(chǎn)工藝第一步為研磨制備色漿：將水溶性樹脂、顏料、助劑和溶劑（水）等混合，通過高速分散機攪拌分散、研 磨成備用色漿。第二步

6、為配制油墨：將備用色漿、助劑和溶劑（水）等攪拌混合均勻，通過研磨分散，使之具有足夠的細 度、光澤及著色力，過濾包裝即為水性油墨產(chǎn)品。綜上所述，我們選擇各種不同類型和品種的水溶性丙烯酸樹脂，通過對比試驗篩選了顏料和助劑，并與丙烯酸酯類乳液復配，加入交聯(lián)劑，通過正交試驗優(yōu)選配方， 所研制成的水性油墨產(chǎn)品，經(jīng)過有關單位檢測使用，證明其各項指標均達到國內外同類產(chǎn)品先進水平，得到了使用單位的一致好評。其主要技術指標見表2。項目技術指標實測指標檢測標準顏色標樣近似標樣GB/著色力（）90 110100GB/粘度（S）50 3050GB/光澤（）(60 C)80GB/細度（m）108GB/pH值91初干性（

7、mm）15 30191耐堿、耐水24h良好1貯存穩(wěn)定性5 30 c良好水性油墨在瓦楞紙印刷中的應用在包裝印刷領域中，瓦楞紙板的印刷占據(jù)較大的份額。隨著包裝市場的擴大和印刷技術水平的不斷提高，瓦楞紙板印刷的數(shù)量和質量都得到較快發(fā)展。不過，當前人們對環(huán)保因素考慮的越來越多，因此瓦楞紙板印刷使用的油墨成了人們比較關心的問題。在瓦楞紙印刷中，常用的油墨主要是溶劑型油墨、水性油墨以及UV油墨。1、瓦楞紙常用的印刷方式和油墨由于瓦楞紙板具有多層波浪形的瓦楞復合而成，表面平整度差，印刷壓力不能過大，用絲網(wǎng)印刷方式只能印刷一些簡單的圖案，文字，印刷難度比較大，所以瓦楞紙板一般用柔性版印刷。這主要是因為：柔性版

8、的彈性變形在印刷過程中可以彌補瓦楞紙的厚薄誤差與表面不平，使印刷墨色均勻，從而提高成品的質量；柔性版印刷壓力小，即使印版壓縮變形后也能較好的與厚薄不均的瓦楞紙板接觸，而避免厚的部分印跡發(fā)糊，薄的部分接觸不良印跡空虛不實的現(xiàn)象；柔性版印刷采用網(wǎng)紋輻傳墨，便于水性油墨傳遞，印版只需輕輕接觸瓦楞紙， 水性油墨就會幾乎全部被瓦楞紙板吸收；柔性版印刷機結構簡單， 便于與其他工序，如壓痕，開槽，模切，涂膠，制箱等相應機械組合在一起進行聯(lián)機作業(yè)。利用柔性版印刷瓦楞紙時， 常用的油墨主要有溶劑型油墨、水性油墨和UV油墨，隨著人們對環(huán)保因素的重視，溶劑型油墨所占比重在逐年減少，而水性油墨和UV油墨卻越來越受歡迎

9、。目前，水性油墨增長最快，所占市場份額也較大，例如在美國90%右的柔印油墨是水性的。而在瓦楞紙箱的柔性印刷中，水性油墨所占比例更大，這是因為在瓦楞紙箱上印刷的文字或簡單圖案無需很高的光澤，水性油墨可以滿足印刷品質量的要求；再者瓦楞紙箱是纖維疏松的交織物，有較強的吸水性，印刷水性油墨后，以滲透干燥為主，無需設置干燥裝置；并且水性油墨無毒，無害，不易燃，使用方便安全，成本低。所以，綜合這些因素，瓦楞紙最主要的印刷方式是柔印，而最常用的油墨是水性油墨。2、瓦楞紙印刷中的水性油墨水性油墨的組成（1）連接料水性油墨中的連結料是水溶性樹脂和水性高分子乳液。水性樹脂的種類很多，如松香馬來酸樹脂、苯乙烯馬來酸

10、樹脂、丙烯酸共聚物、氨基丙烯酸乙酯等，高分子乳液即水性分散樹脂，有醋酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂等。目前，水基丙烯酸樹脂是水性網(wǎng)印油墨中最常用的連接料，目前應用最成功的丙烯酸聚合物主要是堿溶性樹脂、丙烯酸乳液、膠態(tài)乳液和溶液以及特殊丙烯酸聚合物四類。（2）顏料 水性油墨主要使用耐堿性強、在水體系中分散性好的有機或無機顏料，這些顏料除普通的粉末狀外，還有顏料濾餅、顏料水性分散體及水中易分散顏料。水性油墨中的顏料必須耐堿性強，遮蓋力高，色濃度高，易分散。（3）助溶劑由于水的溶解能力和潤濕能力不大，故需選用相應的助溶劑，如乙醇、丙醇 （正，異）、乙二醇單醋酸等。通過加入助溶劑可以

11、改善油墨的缺點和提高其穩(wěn)定性，可以降低水性墨的表面張力，增加對塑料的潤濕，還有助于溶解樹脂提高干燥速度。另外，樹脂一般不溶于水，還必須加入適當?shù)膲A性物質來促使樹脂溶于水。一般選用胺類物質如乙醇胺，其用量要視pH值而定。 （4）助劑 助劑種類很多，如稀釋劑、分散劑、增光劑、消泡劑、沖淡劑、靜電劑等，用以改善油墨的印刷適性。用于瓦楞紙印刷中的水性油墨的要求瓦楞紙箱的最大特點是紙質粗糙，表面不夠平整，油墨滲透快，而且面紙大多為深黃褐色，要揮發(fā)出柔性版印刷所特有的墨層飽滿、層次豐富且色彩鮮明的印刷效果，就利用高質量的水性墨。在具備了普通水性油墨的要求之外，以下幾點是配制瓦楞紙印刷用水性油墨時要重點考慮

12、的。（1）基本色要鮮艷，著色力強，保證印跡具有很高的遮蓋力；同時能夠實現(xiàn)低黏度和高色濃度的基本平衡，使層次版和網(wǎng)點印刷能清晰分明。（2）既要保持較快的滲透干燥性能，適應高速印刷，避免背面蹭臟，又要有良好的流平性能，使印跡平整，光潔，展現(xiàn)飽滿，鮮明的色彩效果，并讓印刷廠有條件選用很大范圍的各種紙張和紙板。（3）印刷過程中必須具有良好的再溶解性，保證展墨過程流暢，適應各種印刷速度。（4）印跡具有良好的耐磨性和抗水性能，能滿足包裝材料不斷提出的新的性能要求。3、瓦楞紙印刷中使用水性油墨的一些問題。（1）柔性版印刷用網(wǎng)紋輻傳墨，網(wǎng)穴較小，水性油墨桶中要加過濾網(wǎng)，以防雜質等損壞網(wǎng)紋輻。（2）水性油墨質地

13、要細，色澤要鮮艷，油墨的黏度要與印刷速度相匹配。（3）瓦楞紙印刷選用的水性油墨，它的連接料是樹脂和水在表面活性劑的作用下，形成的油水混溶體系，該體系的穩(wěn)定性較差。水性油墨的穩(wěn)定性取決于其PH值的大小。當ph值下降到左右或更低時，油墨開始混濁和稠化、易結膜，阻礙油墨的正常傳遞。堿性太強，對網(wǎng)紋輻有影響，一般ph值控制在89。水性油墨偏堿性，類似皂溶液，容易起泡。 （4）使用前須充分攪拌，保持水墨成分均勻；開啟使用后存墨應隨即加蓋封閉好，以防塵埃掉落及結皮干固；余墨如含有雜質應先行過濾，再配新墨一并使用；貯存期間請避免接近高溫或烈日照射，在正常條件下均貯存一年而不會變質。（5）合理使用油墨助劑。水

14、性油墨的助劑類型很多，要根據(jù)說明書正確使用，在正式印刷之前，要綜合考慮印刷條件、承印物的表面特性、環(huán)境溫濕度、水性油墨存放時間等諸多因素，來調配油墨。當前，在瓦楞紙板印刷中，水性油墨已經(jīng)占據(jù)了主導地位，其印刷質量已得到了人們的認可，并且其污染小，所以應用也越來越多。目前，水性油墨還是有一些問題需要解決，特別是其干燥速度的問題，不過伴隨著油墨技術發(fā)展，水性油墨的發(fā)展前景還是一片光明的水性油墨在瓦楞紙印刷中的技術水性油墨應用于瓦楞紙之印刷，在國外已有一段相當長的時刻，在國內也已有二十幾年了。瓦楞紙印刷是由鉛?。ㄍ褂。z ?。ㄆ接。鹌ぐ嫠上从∷?，進展至今之柔性凸版水性油墨印刷。柔性凸版水性油

15、墨也從松香-馬來酸改性樹脂系列（低檔） 進展到丙烯酸樹脂系列（高級）。印刷版材也從橡皮版向樹脂版過渡。印刷機也從大輻筒之單色或雙色機慢慢進展到三色或四色之 F L EXO機。網(wǎng)目輪也由1 5 0 - 2 0 0目的金屬輻慢慢進展到1 8 0 - 2 5 0目之陶瓷輻。隨著印刷技術之日新月異，水性油 墨的利用技術就相當重要了。在探討水性油墨的利用技術之前，咱們第一要了解水性油墨之特性及印刷中各類因素的關系及阻礙， 如版材因素，紙張因素，網(wǎng)目輪因素，機械因素，水墨因素，操作人員因素等。一、 瓦楞紙印刷用水性油墨的特性.水性油墨大致分為兩類：（a）松香馬來酸改性樹脂系列（低檔）；（b）丙烯酸樹脂系列

16、（高檔）。.兩類水性油墨之特性比較：（略）二、對水性油墨性能的要求：.長期存放沉淀后，經(jīng)攪拌后應很容易再分散；.要有良好的流動性能和粘度；.有良好的貯存穩(wěn)定性；.干燥性能要快而恰當；.不能對印版及印刷機有任何不良影響；.不能有太大的刺激性氣味；三、水性油墨技術參數(shù).顏色：與標準樣版近似注：將檢樣和標準樣相近而不相連地用手動展色輪展色對比。.細度：小于2。微米 儀器：0 5。微米刮板細度計。.粘度：2。秒 5 秒 儀器：RIGOSHA4# 杯（2 5C）。. p H值：8 . 0 9 . 5 儀器：便攜式p H儀（PHB 2型）。.重金屬含量：符合世界包裝綠色環(huán)保標準。.各項耐性：符合要求。四、

17、水性油墨的正確使用要求：.使用前應須充分攪拌，保持水墨成分均勻；.開啟使用后存墨應隨即加蓋封閉好，以防塵埃掉落及結皮干固；.余墨如含有雜質應先行過濾，再配新墨一并使用；.貯存期間請避免接近高溫或烈日照射。在正常條件下均可貯存一年而不會變質;.若發(fā)現(xiàn)應用水墨之粘稠度稍大時，可加適量水作調整水性油墨顏色檢驗方法【科印網(wǎng)報道】1)原理將試樣與標樣以并列刮樣的方法對比，檢驗試樣顏色是否符合標樣。(2)工具與材料調墨刀：木柄錐形鋼身，長200mm最寬處20mm最窄處8mm刮片：不銹鋼片制，92m/59mmc,刃部寬 9mm處向外彎曲 25 。：200mme 200mme 5mm刮樣紙：曬圖的紙(符合ZB

18、 Y32002),規(guī)格110mme 65mm頂端往下6065mmb有5mn黑實底橫道。玻璃紙：6 5mm( 30mm(3)檢驗條件檢驗應在溫度25c 1C,相對濕度 65% 5%條件下進行。檢驗面色及色光應在入射角 45 5的標準照明體下進行。檢驗底色應將刮樣對光透視。(4)檢驗步驟用調墨刀取標樣及試樣各約5g,置于玻璃板上，分別將其調勻。用調墨刀取樣約涂于刮樣紙的左上方，再取試樣約0. 5g涂于刮樣紙右上方，兩者應相鄰不相連。將刮片置于涂好的油墨樣品上方，使刮片主體部分與刮樣紙呈90。用力自上而下將油墨于刮樣紙上刮成薄層，至墨色橫道下15mn時，減少用力。使刮片內側角度近似25。，使油墨再紙上涂成較厚的墨層。刮樣紙上的油墨薄層稱為面色；刮樣紙下部的油墨厚層稱為墨色；刮樣紙上的油墨薄層對光透視稱為底色。油墨檢驗完畢，將玻璃紙覆蓋再厚墨層上。(5)檢驗結果平版油墨、凸版