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本文重点:薄膜柔印水墨由衔接料、颜料和助剂等组成,需评估附着力、表表张力、黏度、干燥、复溶性与耐水性。本文所述尝试不能直接作为通用喷码墨水配方。

薄膜柔印喷码机墨水凭借水性系统及有关机能特点,在食品包装、卫生包装等以薄膜为基材的包装领域崭露头角。笔者凭据多年来在高分子合成与改性以及薄膜柔印喷码机墨水造备方面堆集的经验,从薄膜柔印喷码机墨水的组成、薄膜柔印喷码机墨水的机能要求和测试分析以及薄膜柔印喷码机墨水的发展趋向等方面进行探求。

薄膜柔印喷码机墨水的组成

1.衔接料

作为柔印薄膜柔印喷码机墨水“心脏”的衔接料决定着水墨的印刷机能。从高分子资料角度讲,柔印水墨中常用的水性树脂衔接料是水溶性树脂和水稀释性树脂。

水溶性树脂和水稀释性树脂机能参数对好比表1所示,能够看出,二者在各项机能中拥有肯定的互补性。凭据笔者造备柔印水墨的经验,水稀释性树脂作为主树脂,水溶性树脂作为助树脂,以造备玄色水墨为例,水溶性树脂增长量从1%增长到5%,水墨的复溶性和流平性均有所改进,如图1所示;同时,初/彻干功夫逐步增长,当水溶性树脂量为5%时,彻干相对值>1。因而,综合思考水墨的复溶、干燥、耐水、流平等机能,水溶性树脂的增长量最高为5%,如图2所示。

表1 水溶性树脂和水稀释性树脂机能参数对比

图1 分歧水溶性树脂含量印刷样张网点对比图(a-0%、b-1%、c-3%、d-5%)

图2 分歧水溶性树脂含量玄色水墨初/彻干对比图

2.颜料

颜料是油墨的着色物质,青/品/黄通常用有机颜料,白墨多用钛白粉,黑墨多用炭黑。颜料的研磨细度通常节造在10μm以内,低细度的颜料可能保障优良的不变性和展色性。无论是有机颜料还是无机颜料,通常会经过阴离子或非离子处置。原因是:①水的表表张力和极性都较大,色料的分散较难题,如未经处置,色料散布不均匀,不利于印刷;②由于水墨的衔接料大多为碱性,颜料分子中若含有与碱性物质产生反映的磺酸基/羧酸基等基团,就会产生凝固反映,因而颜料通常要经过阴离子或非离子处置。

3.助剂

水墨凭据机能的分歧,还必要增长助剂,如分散剂、润湿剂、消泡剂、附着力推进剂等。通常助剂选择非离子型或阴离子型(水墨为阴离子型)。此表,将助溶剂也归入助剂中,是由于固然助溶剂用量幼,但对水墨机能的提高有很沉要的作用。在这里着沉探求助溶剂的作用及筛选准则。

助溶剂的重要作用:①助溶化水性树脂衔接料;②调节水墨黏度;③调节水墨干燥速度。

助溶剂选择的3条文则:①极性相近准则,即极性相近的物质能够互溶;②溶剂化准则,溶剂化是指溶剂分子对溶质分子产生的相互作用,当作使劲大于溶质分子的内聚力时,便使溶质分子彼此分隔而溶于溶剂中;③溶化度准则,即若是溶剂的溶化度和聚合物的溶化度相近或相称时,就能使该聚合物溶化。凭据上述3条文则对助溶剂进行选择,可能有效改善水墨黏度、干燥性、不变性、分散性、流动性等机能。

常用的水性树脂为聚丙烯酸树脂或聚氨酯树脂,凭据上述准则,在这里优选出一些有利于提高水墨复溶性、干燥性的助溶剂,如表2所示。

表2 常用水性树脂及优选助溶剂的溶化度、表表张力及沸点

薄膜柔印喷码机墨水的机能要求及测试分析

1.附着力

由于薄膜树脂极性分歧,寂仔极性的聚酯PET、尼龙PA、聚氯乙烯PVC,也有非极性的聚丙烯PP和聚乙烯PE,因而柔印水墨在各类薄膜上的附着力成为首要问题。

附着力的测试步骤依照GB/T 13217.7-2009《液体油墨附着牢度检验步骤》,获得优良附着力的2个必要前提:足够面积的缜密接触(清洁表表、润湿、扩散)、分子间的吸引力甚至形成化学键。为满足上述2个前提,在保障水墨在基材上拥有优良润湿性的前提下,通过机械粘接理论、扩散理论以及吸附理论来提高附着力。

2.表表张力

薄膜柔印喷码机墨水的表表张力节造是否切当将直接影响印刷成效,首吓装响最大的是水墨在基材上的流平性,低表表张力的物质易在高表表张力的物质表表铺展,而高表表张力的物质则不会在低表表张力物质的表表铺展;其次影响水墨在基材上的附着性,水墨的表表张力越高,对基材的润湿水平越差,树脂与基材之间的粘接点削减,进而影响附着力。此表,当薄膜表表张力较低或水墨表表张力较高时,会导致肯定印刷样张出现缩孔等景象。

通常来说,水墨中的水性树脂衔接料的表表张力都大于印刷基材的表表张力(水的表表张力为72mN/m)。通常选用表表张力较幼的溶剂来降低水墨系统的表表张力,如异丙醇(表表张力为21.7mN/m)、醋酸异丙酯(表表张力为21.2mN/m)等(如表2所示)。此表还能够通过选择相宜的助剂来降低表表张力,如流平剂、润湿剂、消泡剂等,都可降低水墨的表表张力。

3.黏度

水墨的黏度重要由水性树脂衔接料决定。为了保障高速印刷的进行,必须使用高固低黏的水性树脂衔接料。对水性树脂衔接料来说,好多人以为高固含、低黏度很难同时获得。笔者经过多年钻研,现已研发出一款高固(50%)低黏(<250mPa?s)树脂,适合薄膜柔印水墨印刷,证实了高固低黏柔印水墨的可行性。

4.干燥速度

依照印刷需要,水墨在肯定领域内满足“初干慢、彻干快”步崆最佳状态。为解决水墨干燥问题,除了常用的提高温度、降低湿度、提高风速等规划表,重要还是从水墨角度来改进。一方面是提高水墨的固含量,即上文提到的使用高固低黏水性树脂衔接料,将水墨的黏度节造在柔印所需领域内,尽可能提高水墨的固含量,削减蒸发水分的总量;另一方面尽可能选择沸点较低的真溶剂,加快彻干功夫。

5.复溶性

对于复溶性目前没有一个明确的量化指标,大多时辰是凭据经验来判断水墨的复溶性。复溶性过强,在印刷以及涂胶过程中容易产生“咬色”景象(即后面的色彩把前面的色彩溶化一部门),进而影响印刷质量、复合强度等。复溶性较弱,其网穴底部残留的水墨较难被墨槽中的水墨再次溶化,故容易堵版,并且造成浅网部门的再现较差。因而水墨的复溶性是影响印刷复合产品质量的一个沉要成分。在现实利用中,可通过两种步骤改善水墨的复溶性:①增长助溶剂,这里所说的助溶剂是指水性树脂衔接料的真溶剂;②选择相宜的水溶性树脂并调整其比例。上文对这两方面内容均有诠释,在这里不再赘述。

6.耐水性

通常选用氨水或有机胺作为pH值调节剂。氨水的挥发较快,能够较快地得到耐水的墨膜,但是在印刷过程中水墨可能不不变,并且气味比力大;有机胺挥发较慢,印刷过程中不必要频仍地调节pH值,但是有机胺的沸点较高,它们会持久留在墨膜内,成膜后抗水性较差。因而氨水与有机胺混合使用,可提高水墨的综合机能。

薄膜柔印喷码机墨水的发展趋向

1.高固低黏

高固低黏水墨不仅能够缩短水墨的干燥功夫,对水墨的附着力、流平性、光泽度等方面均有改善。高固含、低黏度固然是一对矛盾体,但是在肯定领域内能够找到二者的平衡点。随着水性树脂合成技术的发展,固含量≥50%已能够实现。

2.高色密度

将薄膜柔印喷码机墨水带提手孔和出液口的三只彩色包装袋用于薄膜包装产品,一个沉要的方面是要阐发精密图像的印刷质量,这就必要选取高线数印版来阐发图案丰硕的档次,同时匹配高线数的网纹辊,网纹辊线数越高,着墨量越低,必然导致印刷出来的墨层较薄、色密度低。因而要提高柔印水墨的色浓度,即提高颜料含量。笔者通过尝试测试,柔印水墨的颜料能够提高到20%以上,使色密度达到C1.7~2.0,M1.7~2.0,Y1.2~1.5,K1.8~2.1(湿膜厚度9μm)。关键点在于未来选取柔印水墨印刷样张的密度值能达到要求,档次阐发力不低于凹印。

薄膜柔印喷码机墨水的市场远景是能够等待的,而技术的脚步将沿着低VOCs(<5%)、高机能、低成本的方向持续前进。

 

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