凹印工艺油墨的组成

信息来源：eoopoo.com 时间：2008-8-25 0:00:00 浏览次数：347

　　凹印工艺在现代包装装潢印刷工艺中，凹版印刷以其墨层厚实，印品层次丰富，立体感强，色彩稳定，印速高，印版耐印率高等特点而得到越来越广泛的应用。我们厂是有着几十年历史的专业烟标印刷厂，1995年我厂从法国ATN公司引进了两条卷筒纸凹印生产线，专门用来印刷软、硬卷烟包装。从印刷、压痕、压凹凸到模切一次成型，每年印制五十万大箱多种卷烟的配套烟标。但是在工作实践中我们发现，凹印油墨对印刷产品的质量有着很大的影响。如果油墨选择不当，或溶剂的配比不合适，将会出现糊版，起脏道，网点丢失，印品不耐磨等故障。要想避免此类现象的发生，就必须对凹印油墨的组成及特性有所了解，在配制油墨时才能做到心中有数。根据这几年的工作经验，现把凹印油墨的组成、特性及配制方法介绍如下。
　　凹版印刷是相对平版印刷、凸版印刷而言的一种印刷方式。凹版上的图像、文字部分低于空白部分，并且以图文网点的大小、深浅、形状的不同来表现原稿的浓淡层次。由于凹印机印刷速度快，也要求墨膜干得快。而凹版印刷的墨层又十分厚实（凹版印刷墨膜厚度一般为9-20μm，平版印刷墨膜厚度仅为4μm左右），单靠氧化结膜无法达到快干目的，所以凹印油墨大多数采用高挥发快干性油墨。
　　其组成大体如下： 颜料（染料）10-15%固体树脂（连接料组分）25-35%辅助剂0.5-4%
　　填充料0-15%有机溶剂（挥发性组份）40-60%
　　在上述几种原料中，颜料、固体树脂和有机溶剂是凹印油墨的三个**主要要素，是决定油墨性能的关键。
　　一、颜料的选择
　　颜料是一种色彩艳丽、易于上色、并且有一定强度的有色物质。它以高度分散的细微颗粒使物体着色，或借助于某种介质附着于被着色体上。在凹印油墨中多以有机颜料为主，也有部分无机颜料，为增加油墨的遮盖力而使用，以满足花色品种要求。在溶剂里，颜料的耐溶剂程度（包括化学稳定性和物理稳定性）是配制油墨成败的关键。
　　凹印油墨颜料的选择取决于印刷品对颜色耐水性，耐溶剂性和耐光性等方面的要求。总的来说，所选颜料应该满足以下条件：
　　1. 质地柔软有鲜明的颜色，不会磨损印版辊筒。
　　2. 与树脂连接料有良好的亲和性，易于分散在连接料中，不起化学反应，不会在印品表面析出。
　　3. 分散性好，在贮存过程中不会发生凝结及沉淀现象。
　　4. 分散在连接料中能呈现良好的流动性，且不因贮存而劣变。
　　5. 在相应的溶剂体系中，不会发生变色、褪色现象，且在体系干燥时有着良好的溶剂释放性。
　　6. 颜料中游离酸不会腐蚀辊筒。
　　7. 着色力强、吸油量低，颜料应不发生升华现象。
　　二、树脂的选择
　　树脂是高分子物质的通称。在凹印油墨中它是颜料的连接料，同时又是成膜物质。它把颜料粘附在承印物上，而且给油墨以相当的强度和印刷适性，使油墨在承印物上具有足够的流平性、延展性和光泽等。凹印油墨的某些属性，如粘稠度、光泽、干燥、耐磨擦性以及各种耐蚀性等，大部分是由其所含的树脂起决定作用的。树脂的种类及其和溶剂、颜料的相互关系是否符合制墨要求，是否能达到预期印刷效果，在很大程度上依靠树脂。
　　在凹印油墨中，所选树脂应满足的条件主要有以下几点：
　　1. 在承印物表面有较强附着力，成膜后表面硬度高，有较好的耐酸、耐碱、耐化学药品和耐光的性能。
　　2. 软化点较高（一般在140度以上）。
　　3. 能形成有合适光泽和柔韧性的墨膜。
　　4. 能与选定的溶剂形成高浓度低粘度体系。
　　5. 有良好的溶剂释放性，以利**干燥。
　　6. 与颜料有良好的亲和力和湿润性。
　　7.色浅，无气味，透明，干后可复溶。
　　8. 不变色，不损坏版面。贮存中稳定，与颜料不发生反应。
　　三、溶剂的选择
　　在凹印油墨中，溶剂也是一种连接料。它既是溶解树脂等高分子物质的真溶剂，也是起稀释作用的稀释剂和起潜溶作用的助溶剂。但其作用又是相对的，即对某种树脂是真溶剂，而对别种树脂却是助溶剂，甚至两种溶剂对某种树脂都不是真溶剂，而混合在一起却是该树脂的优良溶剂。
　　溶剂在凹印油墨中是用来溶解树脂、决定油墨干燥性能、高速油墨粘度的。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，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，溶解分用固体和半固体物质、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。它们必须具有下列条件：
　　1. 沸点在80-150度、价廉。
　　2. 能充分溶解选定的树脂。
　　3. 能将残留在版面上的干燥墨膜溶解
　　4. 不腐蚀印机辊筒和刮刀等。
　　5. 无毒或微毒，无异常刺激味。
　　6. 有适当的挥发速度。
　　溶剂需要有良好的溶解性，是指在一定温度下能充分使溶质达到高度饱和的能力。溶剂以能较多地溶解树脂、并且制得连接料的粘度相对低的为好。
　　常用的凹印油墨溶剂主要有以下几类：
　　1. 脂肪类。溶解性不太好，毒性小，价格便宜。如汽油、煤油、正已烷等。
　　2. 芳香族。溶解性好，毒性较大。如：苯、甲苯、二甲苯等。
　　3. 醋系。溶解力强，具有强烈的水果气味，价格高。如：醋酸乙酯，醋酸丁酯等。
　　4. 醇系。对某些树脂溶解性好，气味亦好，价格稍高，如：乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇等。
　　5. 酮系。有非常强的溶解能力，气味不佳。如：丙酮、环已酮。
　　6. 醚系。对某些树脂溶解能力强，气味温和，有防冻性，但价格高。如：乙二醇乙醚、乙二醇丁醚等。
　　7. 混合型溶剂。指把上述两种以上溶剂混合在一起的溶剂。混合型溶剂既能很好地溶解树脂，又能通过改变其配比来调节油墨的干燥速度。我厂用的就是甲苯、醋酸乙酯、乙醇的混合溶剂。 在凹印油墨中，树脂和溶剂都是连接料。连接料的主要作用就是把颜料粘接在承印物表面，形成墨膜，达到显示图像、文字的目的。颜料依靠连接料的粘连作用转移到印品上。其次在印品上，连接料还起着保护着色、呈现光泽和保护底材的作用。如果连接料配制得不合适，不但得不到色彩鲜艳，光泽优良的印品，而且印刷时还会产生糊版， 粘脏、刮痕，不易干燥等一系列故障，甚至连接料是凹印油墨的重要组分。
　　一、流动性
　　流动性是凹印油墨的相对密度、粘度、凝结性、屈服值、触变性、墨丝长度诸性能的综合反映。在印刷过程中要求凹印油墨的流动性要好。如果流动性不好，在印刷过程中油墨粘度不易控制。在供墨装置中，油墨输送不流畅，可能引起糊版，涂布不均，造成墨膜起“桔皮”现象。光泽不悦目等。但油墨要有一定的颜色浓度，颜料含量不可太低。但油墨中颜料含量达到一定程度后，会变成塑性流体，流动性很差。为了保持好的流动性，颜料与连接料应具有良好的亲和力。连接料要有适当的粘度，对颜料要有适当的湿润性，并且使油墨尽量减少触变性和屈服值。因此配制凹印油墨时，要使油墨自由流畅，细腻均匀，且具有一定内聚力。
　　二、粘度
　　粘度是流体分子间相互吸引而产生阻碍其分子相对运动能力，即流体流动的内部阻力的量度。凹印油墨的粘度是否合适，是保证其具有良好的传递性能，得到优良印品的关键。并且粘度还能够决定油墨的转移率，粘度大，转移率就有所下降。
　　影响凹印油墨粘度的因素如下：
　　1. 树脂溶液粘度大小。树脂溶液系一定量树脂溶于溶剂的溶液。此溶液粘度小，则油墨粘度也小；反之则大。
　　2. 颜料与连接料的匹配性。颜料与连接料若不发生凝结性反应，则体系粘度比较小；反之则大。
　　3. 溶剂和树脂的混溶性及相溶性。溶剂若能以任何比例稀释分散树脂，则粘度随溶剂含量增大而有规律地减少。
　　在配制凹印油墨时，油墨的“使用粘度”（在印刷过程中油墨的实际粘度）应控制在18-30秒/25度范围内。
　　三、干燥性
　　凹印油墨属易挥发性油墨。所谓挥发，是指液体分子能量达到脱离液体分子间吸引力而逸出的过程。干燥就是利用液体的这种特性，使湿墨膜内的溶剂逸出，由液态变为固态的挥发过程。
　　凹印油墨印刷之后，要求墨层内的溶剂在瞬间从体系内逸出，使印品图纹速度干燥，才能进入下道工序。而干燥速度对印品的调子、堆积、气味均有决定性影响。干燥过快时，经刮拭残留于凹版凹坑中的油墨在到达承印物的瞬间，溶剂挥发过快，粘度上升而影响油墨转移，产生高光部分欠墨，暗调部分油墨流散不良，甚至造成糊版。同时，叠色印刷中会产生剥皮现象；干燥过慢时，虽然转移性不会发生问题，但后工序无法进行，套印也难以进行。
　　凹印油墨干燥的快慢，主要取决于油墨溶剂的挥发速度。现把各种常用溶剂的沸点及挥发速度比例列表如下。
　　名称沸点（度）挥发速度比
　　（以甲苯=100）
　　醋酸甲酯50-60500
　　乙烷65-69400
　　苯79.6288
　　醋酸乙酯77.1260
　　甲醇64.5254
　　乙醇78.1117
　　甲苯111100
　　名称沸点（度）挥发速度比
　　（以甲苯=100）
　　异丙醇82.396
　　甲乙酮79.670
　　醋酸丁酯126.542
　　二甲苯135-14534
　　丁醇117.119
　　环己酮155-15610
　　水1003
　　凹印油墨内的溶剂挥发速度，不仅与所使用的溶剂种类有关，?与树脂及颜料对溶剂的释放有关。纯溶剂挥发快，树脂液挥发慢，加入颜料后就更慢。控制凹印油墨的挥发速度，针对不同的颜料制定不同的干燥速度指标，是保证印刷顺利进行的重要条件。
　　配制凹印油墨时，先确定树脂颜料，然后选择溶剂，这是配制油墨的重要原则。主要考虑如下因素：
　　1. 印刷机的速度。
　　2. 承印物的种类。
　　3. 油墨的循环路径，是墨斗墨槽循环，还是其它。
　　4. 气候条件，一般正常干燥要求温度25-30度，相对温度为65-75%。在20度以下印刷，油墨自然干燥速度要减慢，30度以上油墨自然干燥速度有加快趋势；空气相对湿度低，有助于油墨溶剂的挥发，反之，则有碍于溶剂的挥发。为了保证高速印刷作业顺利进行，凹印机上一般都配有加热装置，对墨膜进行烘干。
　　5. 纸张表面疏松等因素也要考虑。
　　配制好的凹印油墨应满足如下要求：
　　1. 颜色。应具有鲜明色调，高饱和度，良好的透明性或不透明性。
　　2. 印刷适性。应有良好的流平性，转移性，粘附性以及适当的粘稠度。
　　3. 干燥性。应具有合适的干燥速度，以适应套印、堆积等作业。
　　4. 耐抗性。应具有良好的柔韧性以及耐摩擦、耐热、耐溶剂、耐加工等性能。
　　配制油墨时依据以上介绍以及印刷车间的温湿度条件，是不难配制出符合要求的凹印油墨的。